Elektronik soğutmada daralan ve genişleyen kesintili kanatçık dizilerinin termo-hidrolik performans analizi
Thermo-hydraulic performance analysis of converging–diverging interrupted fin arrays in electronics cooling
- Tez No: 998506
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET TAHİR ERDİNÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Tarsus Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Termodinamik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, elektronik soğutmada kullanılmak üzere düz bir ısıtıcı plaka üzerinde yer alan daralan–genişleyen kesintili kanatçık dizilerinin termo-hidrolik davranışı sayısal olarak incelenmiştir. Çalışma kapsamında, sırasıyla tek, iki, üç ve dört kanatçıklı dizilimler ele alınmıştır ve her bir dizilim için kanatçıkların akış doğrultusuyla yaptıkları açılar boyları ve ısıtıcı üzerindeki konumları parametre olarak değiştirilmiştir. Hava akışı, kararlı, üç boyutlu ve sıkıştırılamaz kabul edilmiştir ve çözümler ANSYS Fluent yazılımı ile elde edilmiştir. İlk aşamada giriş hızı 3 m/s alınmış ve her dizilim için taban sıcaklığını en çok düşüren, buna karşılık basınç kaybını makul düzeyde tutan konfigürasyonlar belirlenmiştir. Bu amaçla, tekli dizilim için DP13, ikili için DP36, üçlü için DP17 ve dörtlü için DP37 olarak adlandırılan geometriler seçilmiştir. İkinci aşamada, bu dört temsilci geometri için giriş hızının 1–8 m/s aralığında değiştirilmesinin taban sıcaklığı ve basınç kaybına etkisi incelenmiştir. Sonuçlar, kanatçık sayısının artmasıyla taban sıcaklığının azaldığını, ancak basınç kaybının yükseldiğini göstermektedir. Üç ve dört kanatçıklı dizilimler, incelenen hız aralığının büyük bölümünde tekli ve ikili dizilimlere göre daha düşük taban sıcaklıkları sağlamıştır. Bununla birlikte, dört kanatçıklı dizilim üç kanatçıklıya göre yalnızca sınırlı bir ek sıcaklık düşüşü sağlamakta, buna karşılık basınç kaybı ve geometrik karmaşıklık artmaktadır. İkili dizilim, ısıl iyileştirme ile basınç kaybı arasında daha dengeli bir çözüm sunarken, tek kanatçıklı dizilim en düşük basınç kaybını vermesine karşın en yüksek taban sıcaklıkları ile sonuçlanmıştır. Çalışma parametrik bir nitelik taşımakta olup, ileride seçilen karakteristik geometriler için deneysel doğrulama yapılması ve çok amaçlı optimizasyon yöntemleri ile tasarım alanının daha ayrıntılı olarak incelenmesi gerekmektedir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the thermo–hydraulic performance of converging–diverging interrupted fin arrays mounted on a flat heated plate for electronic cooling applications is investigated numerically. Four different layouts are considered: single, double, triple and quadruple fin arrangements. For each layout, the fin angles with respect to the main flow direction, fin lengths and fin positions along the heater surface are treated as design parameters. The air flow is assumed to be steady, three-dimensional and incompressible, and the governing equations are solved using ANSYS Fluent software. In the first stage, the inlet velocity is fixed at 3 m/s and, within each layout, the configurations that provide the lowest base temperature while keeping the pressure drop at a reasonable level are identified. Based on this criterion, the geometries labelled as DP13 (single), DP36 (double), DP17 (triple) and DP37 (quadruple) are selected as representative cases. In the second stage, the effect of inlet velocity in the range of 1–8 m/s on base temperature and pressure drop is analysed for these four selected geometries. The results show that increasing the number of fins reduces the base temperature but leads to a noticeable increase in pressure drop. The triple and quadruple fin layouts yield lower base temperatures than the single and double layouts over most of the investigated velocity range. However, the quadruple layout provides only a limited additional reduction in base temperature compared with the triple layout, while causing higher pressure losses and increased geometric complexity. The double-fin layout offers a more balanced compromise between thermal enhancement and hydraulic penalty, whereas the single-fin layout yields the lowest pressure drop but the highest base temperatures. The study is essentially parametric; future work should include experimental validation of the characteristic geometries identified here and a more extensive exploration of the design space using multi-objective optimisation methods.
Benzer Tezler
- Computational analyses of die-embedded microchannels for high electron mobility transistors considering thermal, hydrodynamic and structural behavior
Yüksek elektron mobiliteli transistorlara uygulanmış gömülü mikrokanal yapılarının ısıl, hidrodinamik ve yapısal davranışlarının hesaplamalı analizleri
ORÇUN YILDIZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALAEDDİN BURAK İREZ
PROF. DR. LÜTFULLAH KUDDUSİ
- Bütünleşik fotovoltaik-ısı pompası sisteminin performans analizi
Performance analysis of photovoltaic-heat pump integrated system
AHMET NUMAN ÖZAKIN
Doktora
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KENAN YAKUT
- Silk fibroin cryogel-based shape memory organohydrogels
İpek fibroin kriyojel bazlı şekil hafızalı organohidrojeller
YAHYA BAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ OKAY
- Ses ötesi tezmizlik cihazı ölçümleri sonuçları analizi
Measurements and analysis of results of cleaning device
CEM TUNC
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. METİN HÜNER
- Effect of rare earth elements addition on magnetic properties of nickel-zinc ferrites
Nadir toprak elementleri ilavesinin nikel-çinko ferritlerin manyetik özelliklerine etkisi
KADİR BORA DEMİREL
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NURİ SOLAK