Experimental investigation and numerical analysis of microchannel heatsinks for phased array radar cooling applications
Faz dizili radar soğutması uygulamalarına yönelik mikrokanallı ısı alıcılar üzerinde deneysel araştırma ve sayısal analiz
- Tez No: 198426
- Danışmanlar: PROF. DR. M. HALUK AKSEL, YRD. DOÇ. DR. CÜNEYT SERT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Savunma ve Savunma Teknolojileri, Mechanical Engineering, Defense and Defense Technologies
- Anahtar Kelimeler: Akışkanlar dinamiği, Isı geçişi, Fluid dynamics, Heat transfer
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
300, 420, 500 ve 900 ?m kanal genişliğine sahip alüminyum ve bakırdan mikrokanallı ısı alıcılar üzerinde deneysel ölçümler ve sayısal simülasyonlar yapılmıştır. Isı alıcılar özgül olarak askeri faz dizili radarların A/G (alma/gönderme) modüllerinin soğutulmasına dair uygulamalara yönelik tasarlanmıştır. Tasarım yöntemine katkı sağlamak adına analitik hesaplama da yapılmıştır. Soğutucu sıvı olarak arıtılmış su kullanılmıştır. Soğutucu debisi dakikada 0.50 ila 1.00 litre arasında değiştirilmiştir. 100 W/cm2 değerine kadar çıkan bölgesel ısı akıları test edilmiştir.Deneysel ölçümler sonucunda en iyi soğutma performansına sahip 300 ?m bakır numunesinde, dakikada 1.00 litre soğutucu debisi ve 100 W/cm2 bölgesel ısı yükünde, ısı yükü ile soğutucu girişi arasında en çok 26.1 °C sıcaklık artışı gerçekleşmiştir. Bu ölçüm 0.63 °C/W ısıl dirence denk gelmektedir. Bu koşullar altında ısı alıcı üzerinden ölçülen basınç kaybı 0.030 bar olmuştur.Sayısal simülasyonlar, ticari hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) yazılımı FLUENT® ile gerçekleştirilmiştir. Isıl ara yüz katmanlarının etkileri ve bölgesel ısı yükünün yayılımından kaynaklanan etkiler incelenmiştir. Isıl ara yüz katmanları hesaba katıldığı sürece, sıcaklık için alınan simülasyon sonuçlarının deneysel sonuçlarla makul ölçüde tutarlı olduğu görülmüştür.Yapılan çalışma, askeri faz dizili radarların A/G modüllerinin, 100 W/cm2 bölgesel ısı akısına kadar, askeri uygulamaların gerektirdiği zorlayıcı çevre koşullarının sınırları dahilinde ve makul basınç kayıplarıyla soğutulabileceğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Experimental measurements and numerical simulations have been performed on copper and aluminum microchannel heatsinks of 300, 420, 500, and 900 ?m channel widths. The heatsinks have been designed specifically for use with T/R (transmit/receive) module cooling applications of military phased array radars. An analytical calculation was also performed to aid in the design methodology. Distilled water was used as the coolant with flow rates ranging from 0.50 lpm (liters per minute) to 1.00 lpm. Local heat fluxes as high as 100 W/cm2 were tested.Upon completion of the experiments, the thermally best performing specimen, the 300 ?m copper specimen, yielded a maximum temperature rise of 26.1 °C between the heat load and coolant inlet, at a coolant flow rate of 1.00 lpm and local heat flux of 100 W/cm2, leading to a thermal resistance of 0.63 °C/W. The pressure drop measured across the heatsink under these conditions was 0.030 bar.Numerical simulations were carried out using the commercial Computational Fluid Dynamics (CFD) software FLUENT®. Effects of thermal interface layers and heat spreading due to the localized heat load were investigated. Simulation results for temperature were seen to agree fairly well with experimental data as long as thermal interface layers were accounted for.The study showed that the T/R modules of military phased array radars, dissipating as high as 100 W/cm2 locally, could be cooled within the limits of the harsh environmental conditions required of military applications with moderate pressure drops.
Benzer Tezler
- Farklı sınır şartlarına sahip sandviç plakların statik davranışlarının deneysel ve sayısal incelenmesi
Experimental and numerical analysis of static behaviour of sandwich plates with different boundary conditions
MERAL CARBAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU
- Numerical and experimental analysis of indentation
Çukuriz basma yönteminin sayısal ve deneysel analizi
ERGE KORAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERMAN TEKKAYA
- Plastik enjeksiyon kalıplarında ergimiş plastik akışının matematiksel modellenmesi ve deneysel olarak incelenmesi
Mathematical modelling and experimental investigation of the flow molten plastic in injection molding
ABDULMECİT GÜLDAŞ
Doktora
Türkçe
2004
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. AHMET ÖZDEMİR
- Nonlinear and linear modeling of weatherstrip seal and investigation of its effect in vehicle vibrations
Kapı fitilinin lineer ve lineer olmayan modellemesi ve araç titreşimine etkisinin incelenmesi
EMRE DİKMEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. İPEK BAŞDOĞAN