Design and implementation of single-phase and two-phase immersion cooling systems
Tek ve iki fazlı daldırmalı soğutma sistemlerinin tasarımı ve uygulaması
- Tez No: 918480
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMED RAFET ÖZDEMİR, PROF. DR. BAYRAM ŞAHİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 104
Özet
Daldırmalı soğutma sistemleri, geleneksel hava soğutma sistemlerine kıyasla yüksek soğutma kapasiteleri nedeniyle son yıllarda başta veri merkezlerinin soğutulmasında ve batarya termal yönetim sistemlerinde büyük ölçüde kullanılmaktadır. Bu çalışmada, Novec 7100 dielektrik sıvısı kullanan bir daldırma soğutma sistemi tasarlanmış ve denenmiştir. Bu sistemde, dikdörtgen şeklinde dikey olarak yerleştirilmiş dairesel veya kare kesitli dört elektrikli kartuş ısıtıcı kullanılmıştır. Akış koşulları değiştirilirken (doğal taşınım, 1,5 LPM ve 2,25 LPM) ısıtıcılar arasındaki mesafeler bir yönde 4 mm, 10 mm ve 16 mm olarak tutulmuş ve ısıtıcı yüzey sıcaklığı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Burada ısıtıcılardan Novec 7100'e hem tek fazlı hem de iki fazlı ısı transferi incelenmiştir. Tek fazlı ısı transferi sırasında sıcaklıkta doğrusal değişim kaydedilmiştir. Doğal taşınım ve havuz kaynatma çalışması için, ısıtıcılar arasındaki mesafelerin artmasıyla birlikte, hem dairesel hem de kare ısıtıcılar için ısı transfer katsayısında bir artış gözlemlenmiştir. Ancak, olan durum için, ısıtıcılar arasındaki artan mesafelerde daha düşük yüzey sıcaklıkları kaydedilmiştir. Daldırmalı soğutma tankına akış eklenmesi, özellikle iki fazlı ısı transferi sırasında ısıtıcı yüzey sıcaklıklarının düşürülmesi açısından harika sonuçlar göstermiştir. Her ısıtıcıda 99 watt ısı akısında, havuz kaynatma durumunda, yüzey sıcaklıkları 61℃ ile 63,2℃ arasındayken, aynı ısı akısı için, 1,5 LPM ve 2,25 LPM akış hızına sahip akış koşulları sırasında, ısıtıcı sıcaklıkları sırasıyla 54℃ ile 57℃ ve 48℃ ile 50℃ arasındadır ve bu da havuz kaynamaya kıyasla akış kaynamanın daha yüksek etkinliğini göstermektedir. Dairesel ısıtıcılara kıyasla kare ısıtıcılar için aynı ısı akısı için yüzey sıcaklığında bir düşüş ve ısı transfer katsayısında önemli bir artış gözlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Immersion cooling systems have been greatly utilized in data center cooling and battery thermal management systems in recent years due to their high cooling capacity compared to traditional air-cooling systems. In this study, an immersion cooling system using Novec 7100 dielectric liquid has been constructed and experimented while four electric cartridge heaters were used with either circular or square cross-sections positioned vertically in a rectangular formation. The distances between the heaters have been kept at 4mm, 10mm, and 16mm in one direction while the flow conditions were changed (natural convection, 1.5 LPM, and 2.25 LPM) and their effect on heater surface temperature has been studied. Both single-phase and two-phase heat transfer from the heaters to the Novec 7100 have been studied here. Linear change in temperature has been recorded during the single-phase heat transfer. For natural convection and pool boiling study, with the increase in distances between the heaters, a rise in heat transfer coefficient has been observed for both circular and square heaters. But, for flow conditions, lower surface temperatures were recorded at the increased distances between the heaters. Introducing flow in the immersion cooling tank showed great results in terms of reducing the heater surface temperatures, especially during the two-phase heat transfer. Where at 99 watts of heat flux on each heater, during the pool boiling case, the surface temperatures were between 61℃ and 63.2℃. For the same heat flux, during flow conditions with 1.5 LPM and 2.25 LPM, the heater temperatures were in between 54℃ to 57℃, and 48℃ to 50℃ respectively. This indicates the higher effectiveness of flow boiling compared to natural boiling. A decrease in surface temperature and significant increase in heat transfer coefficient has been observed for same heat flux for the square heaters compared to circular heaters.
Benzer Tezler
- Next-generation MIMO systems: From index modulation to deep learning
Yeni nesil çok-girişli çok-çıkışlı sistemler: İndis modülasyonundan derin öğrenmeye
BURAK ÖZPOYRAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERTUĞRUL BAŞAR
- Design and implementation of a 200W microinverter for grid connected energy conversion system
Şebekeye bağlanabilen fotovoltaik enerji dönüşüm sistemi için 200W mikroevirici tasarımı ve üretimi
SEMİH KAVURUCU
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET MASUM HAVA
- Hemodynamic characterization of heart and venous valves based on multi-phase blood flow and FSI modelling
Çok fazlı kan akışı ve FSI modellemesine dayalı kalp ve venöz kapakçıkların hemodinamik karakterizasyonu
REZA DARYANI
Doktora
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA SERDAR ÇELEBİ
- Design and implementation of permanent magnet brushless direct current motor
Sürekli mıknatıslı fırçasız doğru akım motoru tasarımı ve uygulaması
KADİR ERDEM
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÖZGÜR ÜSTÜN
- Design of an interleaved PWM rectifier for AC locomotives and implementation of its laboratory prototype
AA lokomotifler için faz kaymalı bir DGM doğrultucu tasarımı ve laboratuvar prototipi uygulaması
MESUT UĞUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUAMMER ERMİŞ
PROF. DR. IŞIK ÇADIRCI