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
- Tez No: 198426
- Danışmanlar: PROF. DR. M. HALUK AKSEL, YRD. DOÇ. DR. CÜNEYT SERT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Savunma ve Savunma Teknolojileri, Mechanical Engineering, Defense and Defense Technologies
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- 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
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERTAÇ ÇADIRCI
DOÇ. DR. GAMZE GEDİZ İLİŞ
- 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
2020
Makine MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADNAN TOPUZ
- Experimental and numerical investigation of electrohydrodynamic based active micromixer
Elektro-hidrodinamik aktif mikrokarıştırıcıların deneysel ve nümerik incelenmesi
İREM BAHAR GÜL
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT TRABZON
- Mikro kanallı ısı emicilerin sayısal olarak incelenmesi ve optimizasyonu
Numerical investigation and optimization of micro channel heat sink
HALUK ANIL KÖSE
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERTAÇ ÇADIRCI
- 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
2017
Makine Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BARBAROS ÇETİN