Geri Dön

Experimental investigation and numerical analysis of microchannel heatsinks for phased array radar cooling applications

Faz dizili radar soğutması uygulamalarına yönelik mikrokanallı ısı alıcılar üzerinde deneysel araştırma ve sayısal analiz

  1. Tez No: 198426
  2. Yazar: EMRAH ALPSAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. M. HALUK AKSEL, YRD. DOÇ. DR. CÜNEYT SERT
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Savunma ve Savunma Teknolojileri, Mechanical Engineering, Defense and Defense Technologies
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2008
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 197

Özet

300, 420, 500 ve 900 ?m kanal genişliğine sahip alüminyum ve bakırdan mikrokanallı ısı alıcılar üzerinde deneysel ölçümler ve sayısal simülasyonlar yapılmıştır. Isı alıcılar özgül olarak askeri faz dizili radarların A/G (alma/gönderme) modüllerinin soğutulmasına dair uygulamalara yönelik tasarlanmıştır. Tasarım yöntemine katkı sağlamak adına analitik hesaplama da yapılmıştır. Soğutucu sıvı olarak arıtılmış su kullanılmıştır. Soğutucu debisi dakikada 0.50 ila 1.00 litre arasında değiştirilmiştir. 100 W/cm2 değerine kadar çıkan bölgesel ısı akıları test edilmiştir.Deneysel ölçümler sonucunda en iyi soğutma performansına sahip 300 ?m bakır numunesinde, dakikada 1.00 litre soğutucu debisi ve 100 W/cm2 bölgesel ısı yükünde, ısı yükü ile soğutucu girişi arasında en çok 26.1 °C sıcaklık artışı gerçekleşmiştir. Bu ölçüm 0.63 °C/W ısıl dirence denk gelmektedir. Bu koşullar altında ısı alıcı üzerinden ölçülen basınç kaybı 0.030 bar olmuştur.Sayısal simülasyonlar, ticari hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) yazılımı FLUENT® ile gerçekleştirilmiştir. Isıl ara yüz katmanlarının etkileri ve bölgesel ısı yükünün yayılımından kaynaklanan etkiler incelenmiştir. Isıl ara yüz katmanları hesaba katıldığı sürece, sıcaklık için alınan simülasyon sonuçlarının deneysel sonuçlarla makul ölçüde tutarlı olduğu görülmüştür.Yapılan çalışma, askeri faz dizili radarların A/G modüllerinin, 100 W/cm2 bölgesel ısı akısına kadar, askeri uygulamaların gerektirdiği zorlayıcı çevre koşullarının sınırları dahilinde ve makul basınç kayıplarıyla soğutulabileceğini göstermiştir.

Özet (Çeviri)

Experimental measurements and numerical simulations have been performed on copper and aluminum microchannel heatsinks of 300, 420, 500, and 900 ?m channel widths. The heatsinks have been designed specifically for use with T/R (transmit/receive) module cooling applications of military phased array radars. An analytical calculation was also performed to aid in the design methodology. Distilled water was used as the coolant with flow rates ranging from 0.50 lpm (liters per minute) to 1.00 lpm. Local heat fluxes as high as 100 W/cm2 were tested.Upon completion of the experiments, the thermally best performing specimen, the 300 ?m copper specimen, yielded a maximum temperature rise of 26.1 °C between the heat load and coolant inlet, at a coolant flow rate of 1.00 lpm and local heat flux of 100 W/cm2, leading to a thermal resistance of 0.63 °C/W. The pressure drop measured across the heatsink under these conditions was 0.030 bar.Numerical simulations were carried out using the commercial Computational Fluid Dynamics (CFD) software FLUENT®. Effects of thermal interface layers and heat spreading due to the localized heat load were investigated. Simulation results for temperature were seen to agree fairly well with experimental data as long as thermal interface layers were accounted for.The study showed that the T/R modules of military phased array radars, dissipating as high as 100 W/cm2 locally, could be cooled within the limits of the harsh environmental conditions required of military applications with moderate pressure drops.

Benzer Tezler

  1. Numerical investigation of double layer microchannel heatsinks and performance assessment based on Taguchi method

    Çift katmanlı mikrokanallı ısı alıcılarının sayısal olarak incelenmesi ve Taguchi yöntemiyle performansının değerlendirilmesi

    MUSTAFA DEMİRSÖZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SERTAÇ ÇADIRCI

    DOÇ. DR. GAMZE GEDİZ İLİŞ

  2. Mini kanalda nanoakışkan kullanımının ısı transferine etkisinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi

    Experimental and numerical investigation of the effect of nanofluid usage on heat transfer in mini channel

    UĞUR DEMİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Makine MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ADNAN TOPUZ

  3. Experimental and numerical investigation of electrohydrodynamic based active micromixer

    Elektro-hidrodinamik aktif mikrokarıştırıcıların deneysel ve nümerik incelenmesi

    İREM BAHAR GÜL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. LEVENT TRABZON

  4. Mikro kanallı ısı emicilerin sayısal olarak incelenmesi ve optimizasyonu

    Numerical investigation and optimization of micro channel heat sink

    HALUK ANIL KÖSE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SERTAÇ ÇADIRCI

  5. Modeling of inertial particle flow and entry gas flow in micro-channels

    Mikro-Kanallarda Ataletsel Parçacık Akışı ve Giriş Gaz Akışı Modellemesi

    REZA RASOOLI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Makine Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. BARBAROS ÇETİN