Comparison of the thermal and pressure drop characteristics of a conventional fin block and partially metal foam embedded heat sinks
Geleneksel kanatçıklı blok ve kısmı metal köpük yerleştirilmiş ısı alıcıların ısıl ve basınç düşüm karakteristiklerinin karşılaştırılması
- Tez No: 383336
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CEMİL YAMALI, PROF. DR. KAHRAMAN ALBAYRAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 188
Özet
Elektronik komponentlerin küçülmesine rağmen güç tüketimlerinin ve buna paralel olarak komponentlerin ısıya dönüşen elektrik kayıplarının artması, ısıl tasarım mühendislerinin farklı soğutma yöntemleri arayışına hız kazandırmıştır. Isı üreten komponentlerin şaseye temas ettiği küçük yüzeylerinde oluşan aşırı ısıtılmış bölgeler ısıyı hapis eder ve komponent yüzeyinden şaseye gerçekleşen ısı akışına karşı direnç oluşturmaktadırlar. Metal köpüğün hem zorlanmış konveksiyon, hem de iletim ile ısı aktarımı yöntemlerine uygun olması, ayrıca geniş ısı aktarımı yüzeyine sahip olması bu çalışmada tercih edilmesinin nedenleri olmuştur. Bu araştırmada 4, 8, 16 gözenek/cm yapısında ve %93 poroziteye sahip alüminyum ve %90 poroziteye sahip bakır metal köpüklerin entegre edildiği özel bir geometriye sahip soğutucu bloklar tasarlanmış ve üretilmiştir. Gerçekleştirilen deneylerde numunelere farklı ısı akıları ve farklı hava hızları uygulanarak metal köpüklerin entegre edildiği soğutucu blokların ısıl direçleri ve basınç kayıpları incelenmiştir. Test senaryolarının birinci kısmında küçük ısıtıcılar sadece soğutucu şasesindeki metal köpüklerin etegre edildiği bölgelerin üst kısmına temas ettirilmiştir. Test senaryolarının ikinci kısmında ise soğutucu blokların üst yüzeyi tamamen uzun ısıtıcılar ile ısıtılmıştır. Deneyler kapsamında, tasarlanan soğutucunun performansı özel olarak üretilen ve yaygın kullanıma sahip soğutma yöntemlerinden biri olan kanatçık bloğuyla karşılaştırılmıştır. Deney sonuçları HAD'den elde edilen sonuçlar ile karşılaştırılarak yorumlanmıştır. Çalışma sonucunda metal köpüklerin kısmen kullanımının, ısı yönetiminde ne kadar başarı gösterebileceği incelenerek, gelecek projeler ve uygulamalar için tavsiyelerde bulunulmuştur. Isı yönetiminde, metal köpüğün kısmen kullanılmının, geleneksel aluminyum fin bloğuna göre daha etkili olduğu gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Despite the downsizing of the electronic components, the increase in the power consumption of the electronic components and correspondingly the rise in the loss of power that transforms into heat have given a momentum in the search for different cooling methods for thermal sinks by the thermal engineers. Excessively heated regions that form on the small areas where the heat generating components contact the heat sinks create a thermal resistance for the heat flow from the surface of the component to the chassis and trap the thermal energy. The reasons for the preference of the metal foam for this study are the suitability for the forced convection and the conduction heat transfer methods as well as having a large heat transfer surface area. In this research, metal foams with 4,8,16 pores/cm aluminium having 93% porosity and copper metal foam having 90% porosity that are integrated into a heat sink with a special geometry was designed and built. During the process of the experiments, the thermal resistances and the pressure losses of the metal foam integrated heat sinks were tested by applying different heat fluxes and different air speeds to the specimens. Differences in the thermal performances of the heat sinks were observed by enforcing the specially manufactured heaters. In the first part of test scenarios smaller heaters were contacted only to the top side of the metal foam embedded regions of the heat sink chassis. In the second part of test scenarios the entire top surface of heat sink was heated with longer type heaters. Within the scope of the experiments, the performances of the designed heat sinks were compared with specially produced fin block which is known as one of the commonly used cooling methods. Experimental results were compared with the results that were obtained from the CFD and interpreted accordingly. As a result, how much improvement could be achieved was revealed and recommendations were made for the future projects and applications in partial use of metal foam of thermal management. It was observed that partial metal foam utilization is more efficient than a conventional aluminum fin block in thermal management.
Benzer Tezler
- Numerical analysis and experimental validation of fluidized bed gasification systems with low-rank coal fuels
Isıl değeri düşük kömür kullanılan akışkan yataklı gazlaştırma sistemlerinin sayısal analizi ve deneysel yöntemlerle incelenmesi
YALÇIN YÜKSELENTÜRK
Doktora
İngilizce
2022
EnerjiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BARIŞ YILMAZ
- Spiral kanatlı-borulu ısı değiştiricilerin ısıl-hidrolik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the thermal-hydraulic characteristics of spiral finned-tube heat exchangers
RAMAZAN YILMAZ
- Assesment of the predictive capability of eulerian-eulerian modeling approach for the spouted bed thermal receivers
Euler-euler modelleme yönteminin taşkın yatak ısıl alıcıları için kestirim yeteneğinin değerlendirilmesi
CANKUT ERKAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Makine MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT KÖKSAL
- Experimental and numerical investigation of rubber whether strip extrusion
Başlık çevirisi yok
NAYYEF AHMED TALIB
Doktora
İngilizce
2019
Makine MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGÜR ERTUNÇ
- Computational analyses of die-embedded microchannels for high electron mobility transistors considering thermal, hydrodynamic and structural behavior
Yüksek elektron mobiliteli transistorlara uygulanmış gömülü mikrokanal yapılarının ısıl, hidrodinamik ve yapısal davranışlarının hesaplamalı analizleri
ORÇUN YILDIZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALAEDDİN BURAK İREZ
PROF. DR. LÜTFULLAH KUDDUSİ
