Mikro kanallı ısı emicilerin sayısal olarak incelenmesi ve optimizasyonu

Abstract

Son zamanlarda, teknolojinin gelişmesiyle birlikte elektronik cihazlar küçülmüştür ve bu durum elektronik cihazların soğutulmasında kullanılan soğutucu modüllerin küçülmesine sebep olmuştur. Ayrıca, gelişen teknoloji ile birlikte elektronik cihazlardan beklenen yüksek performans talebi gün geçtikçe artmaktadır ve bu durum uygun bir soğutma sistemiyle sağlanabilir. Bu nedenle, elektronik cihazlarda etkili soğutma elde etmek için mikro kanallı ısı emicilerde sayısal çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Tezin ilk kısmında, literatürde yer alan eksikliklerin bulanabilmesi için kapsamlı bir şekilde gözden geçirilen literatürden bahsedilmiştir. İncelenen parametrelerden birkaçı tablo halinde verilmiştir. Bu durum tezin hangi konuları içermesi gerektiğine yardımcı olmuştur. Okur gelecek çalışmaları daha iyi anlasın diye ısı ve momentum transferinin temellerinden bahsedilmiştir. Bunlara ek olarak, sabit vizkosite ile gerçekleştirilen HAD analizlerini doğrulamak için literatürde yer alan korelasyonlardan bahsedilmiştir. İkinci bölümde, ısı ve akış olaylarının çözümlenmesi için kullanılan yönetici denklemlerden kapsamlı bir şekilde bahsedilmiştir. Literatürde yer alan iki farklı sayısal ve deneysel çalışma, sayısal doğrulamayı gerçekleştirilmek için kullanılmıştır. Sayısal ve korelasyonlar ile gerçekleştirilen doğrulama çalışması için akışkanın yer aldığı hesaplama alanına sabit termofiziksel özellikler uygulanırken, deneysel çalışma ile gerçekleştirilen doğrulama çalışmalarında akış alanına sıcaklık ile değişen viskozite modeli uygulanmıştır. Literatürde yer alan viskozite fonksiyonlarının karmaşık olmasından dolayı, ikinci dereceden parçalı fonksiyon elde edilmiştir. Regresyon analizi sonucunda elde edilen bağıntı ile literatürde yer alan bağıntıların arasındaki ilişki oldukça uyumludur. Çözüm ağında oluşabilecek çarpıklıklardan kaçınmak amacıyla, hesaplama alanında yapılandırılmış çözüm ağı kullanılmıştır. Ayrıca güvenilir ve doğru sonuçlar elde etmek amacıyla, her bir kesitte geniş aralıklı çözüm ağından bağımsızlık testi gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilmiş HAD analizleri sonuçlarının, diğer çalışmaların sonuçlarıyla uyumlu olduğu görülmüştür. Üçüncü bölümde, ısı ve momentum transferi üzerinde etkili parametreleri bulmak için parametrik HAD analizleri ve veri azaltma işlemi gerçekleştirilmiştir.