Sürtünme karıştırma kaynağı ile üretilen sıvı kanallarında tolerans açıklığının ısı transferi ve akış karakteristiklerine etkisinin sayısal olarak incelenmesi
Numerical investigation of the effect of tolerance clearance on heat transfer and flow characteristics in liquid channels manufactured by friction stir welding
- Tez No: 746641
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖZGEN AÇIKGÖZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Isı Proses Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 86
Özet
Elektronik soğutmada, ısı atan elemanların boyutlarının küçülmesi ve birim alan başına düşen ısı yükünün artması nedeniyle, her iki tarafında ısı yükü olan sıvı soğutmalı kompakt soğuk plakaların kullanımı oldukça yaygın hale gelmiştir. Bu nedenle, ısıl performansa ve yapısal bütünlüğe bağlı olarak soğuk plakaların tasarımı önemli hale gelmektedir. Sürtünme Karıştırma Kaynağı (FSW) imalatındaki basitliği ve düşük maliyeti nedeniyle son yıllarda, yüksek basınç altında çalışan sıvı kullanılan soğuk plakaları için sıklıkla tercih edilen bir üretim tekniğidir. FSW ile üretilen soğuk plakada alt ve üst kanatçıklar arasında tolerans boşluğu bırakılmaktadır. Bu çalışmada, 0 mm - 1 mm arası kanatçık açıklığına sahip, 3 mm ve 5 mm kanal yüksekliği olan ve 0,8 mm, 1,2 mm, 1,6 mm kanatçık kalınlığına sahip FSW ile üretilebilecek yapıda toplam 66 adet kanal kesiti modellenmiştir. Bu modeller Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yazılımında 270 ≤ Re ≤ 670 ana giriş aralığında, zorlu şartlarda kullanıma uygun soğutma sıvısı Etilen Glikol-Su (EGW) karışımı için çözdürülerek basınç düşümü, termal direnç ve ısı transferi katsayısı gibi değerler incelenmiştir. Günümüzde FSW ile üretimde çok dikkat edilmeyen bir parametre olan, alt ve üst kanatçıklar arasında bırakılan boşluk toleransının etkileri ve önemi ortaya koyulmuştur. Alt ve üst kanatçıklar arası mesafenin 0,1 mm ve 0,2 mm olması durumunda, basınç düşümü hiç boşluk olmamasından daha yüksek olmuştur. Modellerin %98'i için en düşük termal direnci gösteren açıklık mesafesi 0,4 mm ve 0,5 mm olmuştur. Bu değerin rastgele olarak seçilmemesi gerektiği ve özellikle seri bağlı soğuk plakaların olduğu sistemler için ısı kuyusu tasarımında mutlaka göz önüne alınması gerektiği sonucuna ulaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
In electronic cooling, the use of liquid-cooled compact cold plates with heat load on both sides has become quite common due to the reduction in the size of the heat sink elements and the increase in the heat load per unit area. Therefore, the design of cold plates becomes essential depending on the thermal performance and structural integrity. Friction Stir Welding (FSW) is a frequently preferred production technique for cold plates operating under high pressure, due to its simplicity and low cost in manufacturing. A tolerance gap is left between the lower and upper fins in the cold plate produced with FSW. In this study, a total of 66 duct sections were modeled, which can be produced with an FSW with fin clerance between 0 mm-1 mm, channel heights of 3 mm and 5 mm, blade thicknesses of 0.8 mm, 1.2 mm, 1.6 mm. Values such as pressure drop, thermal resistance, and heat transfer coefficient were investigated by dissolving these models for Ethylene Glycol-Water (EGW) mixture, a coolant suitable for use in harsh conditions, in the 270 ≤ Re ≤ 670 main-inlet range in the Computational Fluid Dynamics (CFD) software. Today, a parameter that is not paid much attention to in production with FSW, the effects and importance of the gap tolerance left between the lower and upper fins are revealed. If the distance between the lower and upper fins was 0.1 mm and 0.2 mm, the pressure drop was higher than when there was no gap. The aperture distances showing the lowest thermal resistance were 0.4 mm and 0.5 mm for 98% of the models. It has been concluded that this value should not be chosen randomly and should be taken into account in the design of the heat sink, especially for systems with cold plates connected in series.
Benzer Tezler
- Yeni bir yaklaşımla partikül takviyeli fonksiyonel derecelendirilmiş hibrit özellikli tabakalı kompozit üretimi ve sürtünme karıştırma kaynağı ile birleştirilmesinin incelenmesi
A new approach to particle-reinforced functional graduated hybrid characterized layer composite production and investigation of joining with friction stir welding
UĞUR AVCI
Doktora
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİnönü ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞEMSETTİN TEMİZ
- Sürtünme karıştırma kaynağı ile birleştirilmiş yaşlandırılabilir alüminyum alaşımlarının mekanik özelliklerinin ve korozyon davranışlarının incelenmesi
The investigation of mechanical properties and corrosion behaviours of age hardenable aluminum alloys joined by friction stir welding
HAKAN AYDIN
Doktora
Türkçe
2008
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ BAYRAM
- Üç boyutlu yazıcılar ile üretilen malzemelerin sürtünme karıştırma kaynağı ile birleştirilmesi
Joining materials produced with three-dimensional printers using friction mix welding
CİHAN ALTUOK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NERGİZHAN ANAÇ
- Eklemeli imalat yöntemi ile üretilen karbon fiber katkılı pla plakaların sürtünme karıştırma kaynağı ile birleştirelebirliliğinin taguchi yöntemi kullanılarak incelenmesi
Investigation of the combinability of carbon fiber added plates manufactured by additive manufacturing method with friction mixing welding using taguchi method
İBRAHİM İNCEDAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OĞUZ KOÇAR
- Alüminyum tozlarından sinterleme tekniği ile üretilen levhalara, sürtünme karıştırma kaynağının uygulanabilirliği ve mekanik özellikler ile mikro yapı özelliklerinin araştırılması
Applicablity of friction stir welding to plates madee by sntering aluminum powder and researching of their mechanical and micro structual properties
GÜNER TEZCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiTrakya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. CENK MISIRLI