Heat dissipation from electronic packages on rotary platforms with the help of heat pipe networks
Isı borusu ağları yardımıyla elektronik paketlerden ısı atımı ve bunun döner tablalara uygulanması
- Tez No: 416565
- Danışmanlar: DOÇ. DR. İLKER TARI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 168
Özet
Döner platform üzerinde bulunan, 600 W'lık 2 adet, 350 W'lık 1 adet ve küçük bir 70 W'lık ısı atım kapasitesine sahip olan bileşenlerden oluşan (toplamda 1620 W'lık ısı atımı) bir elektronik paket sabit koşullar altında sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. Döner (hareketli) bağlantılardan kaçınmak ve tasarım, bakım, üretim maliyetini azaltmak için, ısı atımı için kullanılan termal yönetim çözümü tamamen döner platform üzerine yerleştirilmiştir. Termal yönetim çözümü platformun yanal yüzeyine tutturulmuş soğutucuları ve bunlara bağlı ısıl boruları içerir. Elektronik paket içerisindeki ısı atımı yapan bileşenler soğutuculara ısıl borularla bağlıdır. Soğutucular yüksek güçlü fanlar yardımıyla zorlamalı ısı taşınımı ile soğutulmuştur. Bu kapsamda iki farklı soğutucu tasarımı üzerinde durulmuştur. Bunlardan biri pin soğutucu tipi, diğeri ise düz plaka soğutucu tipi tasarımıdır. Oluşturulan bu termal yönetim sistemleri sayısal olarak modellenmiş ve seçilen örnek sayısal model deney çalışması ile doğrulanmıştır. Doğrulanmış model, ısıl boruların güvenilirliğinin ispatlanmasında ve sistemin en uygun duruma getirilmesinde kullanılmıştır. En uygun duruma getirme değişkenleri ise ısıl boruların yerleri, boruların soğutuculara olan bağlantıları ve soğutucu blokların geometrik yapılarıdır. En uygun durum ölçütü ise soğutucular üzerinde eş ısıl dağılımlarının oluşturulması ve önemli yüzeylerin ısıl-kapanma sınırı altında kalmasıdır. Standart ısıl boruların uzunluğu ve kırılgan yapıları nedeniyle boruları bükmede sınırlı seçenek olması kısıtlamalara neden olmuştur. Sistem başarısı ise 50 oC çevresel sıcaklıkta, sıcak bölge sıcaklığını izin verilen azami 120 oC altında tutabilmesidir. 120 oC sınırı elektronik paket içerisinde bulunan bileşenlerin, ısıl-kapanma sınırından gelmektedir.
Özet (Çeviri)
An electronics package on a rotary platform including two components with 600 W, one component with 350 W and one small component with 70 W heat dissipation rates (1620 W total heat load) is numerically and experimentally investigated under steady state conditions. In order to avoid rotary joints and to reduce the costs of design, maintenance and production, the thermal management solution for the heat dissipation is entirely placed on the rotary platform. The thermal management solution includes heat sinks attached to the vertical side surfaces of the platform and heat pipes connected to heat sinks. The heat dissipating components are connected to the heat sinks with heat pipes. The heat sinks are cooled by forced convection with high power fan assemblies. Two different fin configurations are considered. One of them is a pin fin design and the other one is a plate fin covered with duct design. The thermal management systems are numerically modeled and then one of the numerical models is validated with a set of experiments. The validated model is used for the optimization of the system and as a demonstration of feasibility of the heat pipes. The optimization parameters are the heat pipe locations, their connections to the heat sinks and geometrical properties of the heat sinks. The optimization criteria are to maintain nearly uniform temperature distributions on the heat sinks and to keep critical components below their thermal shut-down points. The constraints are the lengths of the standard heat pipes and the limited options to bend the heat pipes due to their fragile structures. The success of the system is that it can keep the hot spot temperatures below the allowed maximum temperature of 120 oC even for the case of 50 °C ambient air temperature. The limitation of 120 oC working temperature comes from the thermal shut-down limits of the components in the electronics package.
Benzer Tezler
- Thermal diffusion tomography for quantitative non-destructive characterization of electronic packages
Elektronik paketlerin niceliksel tahribatsız muayenesi için ısıl difüzyon görüntüleme
BAHAR ÖNER
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN ERTÜRK
- Copper - diamond composite fabrication by electroforming process for thermal management applications
Elektroşekillendirme ile üretilen ısıl yönetim amaçlı bakır - elmas kompozit kaplamalar
GÖKÇE EVREN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN
- Elektronik devrelerin soğutulması ve jet püskürtmeli soğutma sistemlerinin analizi
Cooling of electronic circuits and analysis of jet impingement cooling systems
OĞUZ CAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT TUNÇ
- Thermal and optical interaction of tightly packaged LEDs in automotive lighting applications
Otomotiv aydınlatma uygulamalarında kullanılan yoğun şekilde paketlenmiş LED çiplerin termal ve optik etkileşimi
UMUT ZEYNEP URAS
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Makine MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ARIK
- Alt ve üst yüzeylerine ayrık ısıtıcılar yerleştirilmiş dikdörtgen kesitli bir kanalda karışık konveksiyonla ısı transferinin incelenmesi
Investigation of mixed convection heat transfer from a rectanguler cross-section channel with discrete heat sources at the top and at the bottom
AYLA DOĞAN
Doktora
Türkçe
2003
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. MECİT SİVRİOĞLU