Experimental comparison of fluid and thermal characteristics of microchannel and metal foam heat sinks
Mikrokanallı ve metal köpüklü ısı alıcıları akışkan ve ısıl özelliklerinin deneysel olarak karşılaştırılması
- Tez No: 305666
- Danışmanlar: PROF. DR. M. HALUK AKSEL, YRD. DOÇ. DR. CÜNEYT SERT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Mikrokanallı Isı Alıcılar, Metal Köpüklü Isı Alıcılar, Tek Fazlı Zorlanmış Konveksiyonel Soğutma, Metal Köpüklerde Akış, Mikrokanallarda Akış, Microchannel Heat Sink, Metal Foam Heat Sink, Single-Phase Forced Convection Cooling, Fluid Flow through Metal Foam, Fluid Flow through Rectangular Microchannels
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bilgisayar çiplerinde her iki senede bir ikiye katlanan transistor sayısı, faz dizili anten yapılarının küçülen boyutlu ve gittikçe daha yüksek güç ile çalışan almaç ve göndermeç (A/G) modül tasarımlarının gerçekleştirilmesi gibi konuların hepsi elektronik minyatürleştirmenin bir sonucu. Bugünlerde bu teknolojilerin daha dar hacimlerde çalışması ise güvenilir ısı alıcıların geliştirilmesine bağlı. Mikrokanallı ve açık hücreli metal köpüklerin yüksek performanslı ısı alıcılar olarak kullanılması son zamanlarda gelişen umut verici yöntemler. Son zamanlarda özellikle mikrokanallar üzerinde yayınlanan çalışmalar bu iki soğutma yönteminin performansları hakkında kaba bir değerlendirme imkânı sunsalar da, metal köpüklerin ısı alıcılar olarak kullanılmasında hala ileri çalışmaların gerekmesinden dolayı bu iki tekniğin deneysel olarak karşılaştırılmasına özellikle ısıl tasarım mühendisleri tarafından ihtiyaç duyulmaktadır.Bu çalışmada 300µm, 420µm, 500µm ve 900 µm kanal genişliğine sahip mikrokanallar üretilmiştir. Ayrıca %92 poroziteye haiz 10, 20 ve 40 PPI (bir inç başına düşen gözenek sayısı) 6101-T6 alaşımlı açık hücreli aluminyum metal köpükler 1,2 ve 3 kat sıkıştırılıp mikrokanalların kanallı hacimleriyle aynı hacme ve boyutlara getirildikten sonra metal köpüklü ısı alıcılar vakumlu sert lehimleme yöntemi ile üretilmişlerdir. Üretilen ısı alıcıların hepsi 0,167 l/dak debiden 1,33l/dak debiye kadar 60W ısıl güç gönderilerek aynı şartlar altında deneysel olarak test edilmişlerdir. Deneylerden sonra basınç düşüşü ve ısıl dirençler tablolar ve grafiklerle karşılaştırılmışlardır. Ayrıca metal köpüklerin ve mikrokanalların ısıl alıcılar olarak kullanılması avantaj ve dezavantajları ile gelecek projelere ışık tutması açısından incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
Doubling transistor count for every two years in a computer chip, transmitter and receiver (T/R) module of a phased-array antenna that demands higher power with smaller dimensions are all results of miniaturization in electronics packaging. These technologies nowadays depend on improvement of reliable high performance heat sink to perform in narrower volumes. Employing microchannels or open cell metal foam heat sinks are two recently developing promising methods of cooling high heat fluxes. Although recent studies especially on microchannels can give a rough estimate on performances of these two methods, since using metal foams as heat sinks is still needed further studies, a direct experimental comparison of heat exchanger performances of these two techniques is still needed especially for thermal design engineers to decide the method of cooling.For this study, microchannels with channel widths of 300 µm, 420 µm, 500 µm and 900 µm were produced. Also, 92% porous 10, 20 and 40 ppi 6101-T6 open cell aluminum metal foams with compression factors 1,2, and 3 that have the samefinned volume of microchannels with exactly same dimensions were used to manufacture heat sinks with method of vacuum brazing. They all have tested under same conditions with volumetric flow rate ranging from 0,167 l/min to 1,33 l/min and 60 W of heat power. Channel height was 4 mm for all heat sinks and distilled water used as cooling fluid. After experiments, pressure drops and thermal resistances were compared with tabulated and graphical forms. Also, the use of metal foam and microchannel heat sinks were highlighted with their advantages and disadvantages for future projects.
Benzer Tezler
- An experimental and numerical investigation of immersion cooled blue LED combined with yag:ce phosphor for thermal, electrical and optical performance
Termal, elektriksel ve optik performans için yag:ce fosfor ile birleştirilmiş sıvı soğutmalı mavi LED'in deneysel ve nümerik olarak incelenmesi
CEREN CENGİZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ARIK
- Numerical analysis and experimental validation of fluidized bed gasification systems with low-rank coal fuels
Isıl değeri düşük kömür kullanılan akışkan yataklı gazlaştırma sistemlerinin sayısal analizi ve deneysel yöntemlerle incelenmesi
YALÇIN YÜKSELENTÜRK
Doktora
İngilizce
2022
Mühendislik BilimleriMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BARIŞ YILMAZ
- Boru demetine paralel akışın deneysel sonuçlarının nümerik metotla karşılaştırılması
The comparison of experimental results of the parallel flow in a rod bundle with a numerical method
IŞIK TAŞKIRAN
Doktora
Türkçe
2008
Makine MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KEMAL TANER
- Plakalı ısı değiştiricilerin deneysel ve sayısal analizi
Experimental and numerical analysis of plate heat exchangers
ATAOLLAH KHANLARI
Doktora
Türkçe
2018
EnerjiGazi ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADNAN SÖZEN
- Gardırop tipi dondurucu buz yapma sistemi giriş bölgesinde sıcaklık dağılımının sayısal ve deneysel incelenmesi
Experimental and numerical investigation of temperature distribution on ice maker system inlet section of built-in freezer
YİĞİT AKALAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAKUP ERHAN BÖKE