Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MURAT PARLAK
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Abuzer Özsunar
Eş Danışman: Ali Koşal
Özet:
Elektronik soğutma ile ilgili problemlerin zorluğu son 20 yıldır artarak devam etmektedir. Buradaki en önemli etkenlerden biri, aygıtların boyutlarındaki küçülme gereksinimine bağlı olarak ısı akılarının artmasıdır. Isı atan veya ısınan elemanların elektriksel performansı sıcaklığı ile ters orantılı olmaktadır. Sıcaklığı kontrol edilemeyen elemanların zamanla performansı düşmekte ve ömrü sıcaklıkla azalmaktadır. Yapılan bu çalışmada, üretimi nispeten diğer desenlere göre daha kolay ve çok kullanılan düz dikdörtgen kanallı mikro kanallı ısı kuyusu sonlu hacimler metodu ile sayısal incelenmiş, sonrasında çalışmalar deneyler ile doğrulanmıştır. Bu çalışmada, ısı kuyusu tasarımında kanatçık en-boy oranı yüksek (büyük) olan kanallar seçilerek 100W/cm2 ısı akısının soğutulması hedeflenmiştir. Isı kuyusu genişliği ve uzunluğu 10 mm olarak sabit alınmıştır. EnBoy oranı dikdörtgen şekilli kanallarda gerek ısı transferinde gerekse basınç düşümlerinde oldukça etkin rol oynamaktadır. Bu sebeple, farklı en-boy oranlarında, ısıl iletkenliği iyi olan ve uygulamada çok yaygın olarak kullanılan Alüminyum 6063-T05 serisi malzeme ısı kuyusu olarak seçilmiştir. Akışkan olarak donma noktası düşük olması sebebiyle etilen glikol-saf su (EGW) karışımı seçilmiştir. Yapılan 216 farklı üç boyutlu konjuge analiz çalışması sonucunda, ısıl direnci Rth=0.2 W/C’nin altında kalan ve en küçük pompa gücüne ihtiyaç duyan tasarım optimum ısı kuyusu olarak seçilmiştir. Gereksinimleri sağlayan ısı kuyusunun kanal yüksekliği 2 mm, toplam kanatçık kalınlığı 120 m ve kanatçıklar arası mesafe 120 m olan tasarımdır ve 20 kPa basınç düşümünde en yüksek soğutma performansına sahiptir. Üretimi yapılan ısı kuyusu, hazırlanmış olan bir düzenekte farklı debiler için test edilmiş ve yapılan ilave analizler ile literatürdeki değerler karşılaştırılmıştır. Değişken Re sayısına bağlı olarak hesaplanan Nu, Rth ve h sayıları grafik halinde sunulmuştur. Hesaplanan deneysel değerler, sayısal değerlerden ve literatürdeki korelasyonlardan daha yüksek olduğu görülmüştür. Ayrıca kanal boyunca oluşan basınç düşümleri teori ile karşılaştırılmıştır ve deneyler ile elde edilen veriler daha yüksek bulunmuş.
Anahtar Kelimeler : Minimum Güç Tüketimi, Konstriktif Kanunu, Yüksek En-Boy oranı,
Dikdörtgen Mikro Kanal, Termal Gelişime Bölgesi