Elektronik cihazlarda termoelektrik soğutucu ve ısı borusu soğutma performansının sayısal olarak incelenmesi
Numerical analysis of thermoelectric cooler and heat pipe cooling performance in electronic devices
- Tez No: 610437
- Danışmanlar: PROF. DR. ABUZER ÖZSUNAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 169
Özet
Bu çalışmada bir baskı devre kartının üzerinde bulunan 2 adet yonganın termoelektrik soğutucu ve ısı borusu ile soğutma performansı sayısal olarak incelenmiştir. Soğutulacak yongaların tam yükte çalışmalarında ortaya çıkan ısı miktarı 5W (71W/cm2) olarak belirlenmiştir. Termoelektrik soğutucu ve ısı borusu ile soğutma sistemleri ayrı ayrı oluşturulmuş ve bu iki ayrı senaryoya göre ANSYS-Icepak paket programı kullanılarak sayısal analiz yapılarak incelenmiştir. Analiz sırasında kullanılan sayısal değerler, termoelektrik soğutucu ve ısı borusu özellikleri paket program kütüphanesinde bulunan değerler ve ticari olarak üretilen ürünlere ait veri sayfalarından elde edilmiştir. Termoelektrik soğutucu ve ısı borusu ile yapılan analizlerde soğutma sistemi performansını etkileyen kritik değerler belirlenmiş ve bu değerler parametrik çalışmalar ile karşılaştırılmıştır. Sistemin performansını incelemek ve geliştirmek adına, olası montaj senaryoları ve ısı alıcı alternatifleri dikkate alınmıştır. Termoelektrik soğutucunun sıcak yüzeyi ile ısı borusunun yoğuşturucu bölümünde etkin bir ısı atımı yapılabilmesi için ısı alıcı kullanılmıştır. Her iki sistemin soğutma performansı da modül dışında bulunan bir fan yardımı ile attırılmaya çalışılmıştır. Elde edilen sonuçlar daha önce yapılan çalışmalar ile karşılaştırılmış ve uyumlu sonuçlar elde edilmiştir. Termoelektrik soğutucu ile yapılan çalışmalarda en düşük yonga sıcaklığı değerleri akım 3 A ve fan debisi 22 cfm iken, ısı borusu ile yapılan çalışmalarda en düşük yonga sıcaklığı değerleri ısı iletkenlik katsayısı k=50000 W/mK, uzunluk 144 mm ve fan debisi 22 cfm iken elde edilmiştir. Fan debisinin soğutma sistemlerinin performansı üzerinde etkili olduğu görülmüştür. Uzunluğu 144 mm olan ısı borusu 184 mm uzunluğundaki ısı borusuna kıyasla daha iyi soğutma performansı sergilemiştir. Termoelektrik soğutucunun 4 A ile çalıştırıldığı ve fan debisinin 12 cfm olduğu koşulda yonga sıcaklığı kritik çalışma sıcaklığının üzerine çıkmıştır. Isı borusu ile yapılan çalışmalarda tüm koşullarda yonga sıcaklıkları kritik çalışma sıcaklığının altında kalmıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, the thermal cooling performance of 2 chips on a printed circuit board studied numerically both using thermoelectric cooler and heat pipe. The amount of heat produced in the full load operation of the chips to be cooled is calculated as 5W (71W/cm2). Thermoelectric cooling and heat pipe cooling systems were created separately and analyzed according to these two scenarios by numerical analysis using ANSYS-Icepak program. Numerical values used during analysis for thermoelectric cooler and heat pipe properties were obtained from the data sheets of the devices and in the program library. During thermoelectric cooling and heat pipe cooling analysis, critical values affecting cooling system performance were determined and these values were compared with parametric studies. In order to examine and improve the performance of the system, possible installation scenarios and heat-receiving alternatives have been taken into consideration. The heat sink is used to remove heat from the hot surface of the thermoelectric cooler and the condenser section of the heat pipe to perform an effective heat dissipation. The cooling performance of both systems was attempted to be discharged with the help of a fan outside the module. The obtained results were compared with previous studies, and compatible results were obtained. The lowest chip temperature values in the studies obtained with thermoelectric cooler are current 3 A and fan flow 22 cfm, while the lowest chip temperature values in the studies obtained with heat pipe are heat conductivity coefficient k=50000 W/mK, length 144 mm and fan flow 22 cfm. Fan flow has been shown to be effective on the performance of cooling systems. The heat pipe with length of 144 mm demonstrated better cooling performance compared to the heat pipe with length of 184 mm. When thermoelectric cooler is operated with 4 A and fan flow is 12 cfm chip temperature has risen above the critical operating temperature. Chip temperatures remained below the critical operating temperature in all conditions of the heat pipe models.
Benzer Tezler
- Experimental and numerical analysis of the thermoelectric cooling of photovoltaic panels
Fotovoltaik panellerin termoelektrik ile soğutulmasının deneysel ve sayısal analizi
ALI TALIB DAKHAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
EnerjiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KENAN YAKUT
- Termoelektrik soğutucuların modellenmesi ve karakterizasyonu
Modelling of thermoelectric coolers and their characterization
TÜRKER ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALTUĞ ŞİŞMAN
- Termoelektrik yöntemler ile mikroişlemci soğutucu tasarımı
Microprocessor cooler design with thermoelectric method
SİNAN ÇOBANER
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
EnerjiSakarya Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH UYSAL
- 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
- Thermoelectric generator passive cooling system prototype design for use in photovoltaic panels
Fotovoltaik paneller için termoelektrik jeneratör pasif soğutma sistemi prototip tasarımı
EGE İLHAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAntalya Bilim ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA İLKER BEYAZ