Investigation of piezoelectric fans for heat transfer enhancement in a channel
Bir kanaldaki ısı transferinin iyileştirilmesi için piezoelektrik fan kullanımının incelenmesi
- Tez No: 774428
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA SERHAN KÜÇÜKA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Termodinamik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 136
Özet
Elektronik cihazlardaki arızaların yüzde 55'inden daha fazlasının yüksek ısı üretiminin yönetilememesinden ileri geldiği ilgili gözden geçirmelerde belirtilmektedir. Kompakt yapılı ve yüksek miktarda ısı üretimi olan gelişmiş elektronik cihazların soğutulmasında hava soğutması esaslı geleneksel yöntemler yetersiz kalmaktadır. Bu çalışmada, COMSOL-Multiphysics yazılımı ile 2 boyutlu sayısal benzetim kurularak farklı akış koşulları, geometrik değişkenler ve ısı kaynağı tipleri için kanal içindeki akış ve ısı transferinin özellikleri incelenmiştir. Analizde zaman içinde gelişen konsol hareketin etrafındaki hava akışı ve ısı transferine etkisi bir arada işlenmektedir. Sonlu elemanlar yöntemi (FEM) ile kurulan modelde, rasgele Lagrance-Euler (ALE) yaklaşımı kullanılarak akışkan-katı etkileşimi (FSI) modülünde incelenmektedir. Kurulan ilk modelde bir kanal içindeki bir sıcak yüzeye karşı salınım yapmakta olan bir piezofan bulunmaktadır. Piezofanın yerleşiminin ve akış hızının soğutma performansına etkisi incelenmiştir. Sonraki modelde, düşey bir kanal eksenine yerleştirilen ve farklı salınım oranlarında çalıştırılan bir piezofanın çevrinti üretimine etkileri incelenmiştir. Son olarak duvarlarında çıkıntılı ısı kaynakları olan zorlanmış taşınımlı düşey kanallardaki taşınım etkilerinin incelenmesi ile çalışma genişletilmiştir. Yapılan sayısal benzeşimler, fan kullanılmayan durumlara göre ısı transferi performansında iyileşme olduğunu göstermektedir. Yüksek piezofan salınım oranları, hava hareketinde salınımlara neden olmakta ve ısı transferi artmaktadır. Yüksek momentumlu çevrintiler kanal duvarlarındaki sınır tabaka ile etkileşmekte ve yüksek yoğunluklu çevrintiler duvarlara çarparak ve çıkışa kadar sürüklenerek ısı transferini iyileştirmektedir.
Özet (Çeviri)
Most past surveys have apparently demonstrated that more than 55 percent of electronic failures are associated with the inability to fully control high heat generated. The traditional cooling methods become insufficient to meet the cooling requirements with high performance and compact size advanced electronic devices. Using a two-dimensional numerical simulation by COMSOL-Multiphysics software, the current work investigates the flow and heat transfer characteristics of the flow domain inside channels for different flow conditions, geometrical parameters, and heat sources type. The analysis was performed by combining the deformation over-time cantilever motion analysis with the surrounding airflow and convective heat transfer-driven air motion. The models based on the Finite-Element-Method (FEM) are determined using an Arbitrarily-Lagrange-Euler scheme (ALE) in Fluid-Structure-Interaction (FSI) analysis. The first model includes a horizontally oriented piezofan oscillating transversally to a flush-mounted hotspot in a longitudinal channel. The cooling performance is computed at various piezofan positions and flow-stream velocities. Then the vortices generation effects by a piezofan located at the symmetry axis of a vertical channel and operating at different oscillating ratios are presented. Finally, the simulations were extended by comparing the convection vertical channels with wall-mounted protruding-heat sources. The numerical results of the simulations have shown a high-performance increment compared to those without-piezofan flow conditions. Additionally indicated that the high oscillating ratio has a noticeable influence on the heat transfer characteristics and high air fluctuation velocities. The generated vortices interact with the boundary layers on the walls and stream toward the channel exit contributing to high heat transfer effects.
Benzer Tezler
- Piezoelektrik fanlarda soğutma parametrelerinin incelenmesi
Investigation of cooling parameters in piezoelectric fans
TALHA KILIÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
EnerjiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FARUK YEŞİLDAL
- An investigation into fluid flow and heat transfer of high frequency synthetic jets for electronics cooling
Elektroniklerin soğutulmasında yüksek frekanslı jetlerin sıvı akışı ve ısı transferi araştırması
OMIDREZA GHAFFARI
Doktora
İngilizce
2016
Makine MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ARIK
- Meso-scale cooling devices experimental and numerical heat transfer analysis
Meso-scale soğutma cihazlar deneysel ve sayısal sıcaklık transfer analiz sayısal
SHADI HABIBI PARSA
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Makine MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ARIK
- Development of QCM sensors for measuring particulate matter concentration
QCM sensörlerinin partikül madde konsantrasyonunu ölçmek için geliştirilmesi
MAJID JAVADZADEHKALKHORAN
Doktora
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT TRABZON
- İmplant osseointegrasyonunda piezoelektrik etkisinin incelenmesi
Investigation of piezoelectric effect in implant osseointegration
GÜHAN DERGİN
Doktora
Türkçe
2006
Diş HekimliğiMarmara ÜniversitesiAğız, Diş, Çene Hastalıkları ve Cerrahisi Ana Bilim Dalı
PROF.DR. BAHAR GÜRSOY