Numerical investigation of pumping power minimization for coolant circulation in sinusoidal channels
Sinüzoidal soğutma kanallarındaki soğutucu sirkülasyonu için pompa gücü minimizasyonunun sayısal incelenmesi
- Tez No: 387155
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ÜNVER ÖZKOL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Mühendisliği (enerji ve Güç Sistemleri) Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
The electronic devices consume more energy with the increasing their process capacity. Therefore, their temperature increase and unless they are cooled down sufficiently, electronic devices exceed the safety operating temperature and break down. Improvements in electronic technology are obtained as this heat transfer bottleneck is overcome. Moreover, this cooling system consumes electric power as well and this should be minimized. In this thesis, minimization study of the consumed energy to cool down an electronic device is carried out. In this study, the heat transfer in the rectangular cross-sectional sinusoidal wavy channels is investigated numerically and heat transfer augmentation is considered with reference to a straight channel geometry. Minimization of the surface temperature and the pump power are elaborated for the different wave amplitudes and wavelengths in the channel. The flow in the channel is conducted at the range of Re numbers from 7 to 368 and it assumed laminar and steady state condition. Dissipating heat flux from the electronic module is assumed to be constant. Thermal performance is calculated with observing of the temperature of the critic device on the electronic module and the pump power is evaluated by utilizing pressure drop calculations in the channel. To investigate how the sinusoidal wavy channel affects the cold plate compared to the straight channel, some dimensionless numbers are defined and the assessments are done in accordance with these numbers. Generally, it was observed that, sinusoidal wavy channel contributes the heat transfer enhancement. While wave amplitude affects heat transfer positively, pump power is affected adversely. Wavelength effect is not important comparing with wave amplitude for the augmentation of heat transfer performance. Nevertheless, it was observed that the increasing the wavelength causes to decrease pump power.
Özet (Çeviri)
Elektronik birimler yaptıkları işlem hacmi arttıkça daha fazla güç tüketmektedirler. Buna bağlı olarak sıcaklıkları artmakta ve yeterli şekilde soğutulamadıklarında ise elektronik elemanlar güvenli çalışma sıcaklığını aşarak çalışamaz duruma gelmektedir. Elektronik sektöründeki ilerlemeler ısı transferindeki bu dar boğazları aşabildikleri sürece daha güçlü seviyelere gelmektedir. Soğutma sistemleride bir elektriksel güç harcamakta ve bu enerjinin minimize edilmesi gerekmektedir. Bu tezde bir elektronik elemanı soğutmak için harcanan enerjinin minimizasyon çalışması gerçekleştirlmiştir. Bu çalışmada, dikdörtgen kesitli sinüs dalgalı kanallardaki ısı transferi sayısal yöntemlerle incelenmiş ve ısı transferindeki iyileştirmeler düz bir kanal geometrisi referans alınarak değerlendirilmiştir. Kanal geometrisindeki farklı genlik ve dalga boyları için pompa gücü ve yüzey sıcaklığındaki iyileştirmeler üzerinde durulmuştur. Kanal içerisindeki akış Re sayısı 7 ile 368 arasında, laminer ve zamandan bağımsız olarak kabul edilmiştir. Soğuk plaka üzerindeki elektronik modülden yayılan ısı akısı sabit alınmıştır. Elektronik modül üzerindeki kritik eleman sıcaklığı gözlemlenerek termal performans ve kanal içerisindeki basınç düşümü hesaplarından yararlanılarak pompa gücü hesaplanmıştır. Sinüs dalgalı kanalın düz kanala göre soğuk plakayı nasıl etkilediğini görebilmek için bazı boyutsuz performans sayıları tanımlanmıştır ve değerlendirmeler bu boyutsuz sayılar ışığında yürütülmüştür. Genel olarak sinus dalgalı kanalın ısı transfer performansını arttırdığı gözlemlenmiştir. Dalga genliği ısı transferini olumlu etkilerken, pompa gücünü olumsuz yönde etkilemiştir. Isı transferi performansının gelişiminde dalga boyunun etkisinin dalga genliği kadar önemli olmadığı görülmüştür. Fakat büyüyen dalga boyuyla birlikte pompa gücünün azaldığı gözlemlenmiştir.
Benzer Tezler
- Numerical investigation of engine cooling using nanofluids
Nano akışkanlar kullanılarak motor soğutmasının sayısal incelenmesi
METEHAN DUMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANİFE TUBA OKUTUCU ÖZYURT
PROF. DR. ZAFER DURSUNKAYA
- Numerical investigation of double layer microchannel heatsinks and performance assessment based on Taguchi method
Çift katmanlı mikrokanallı ısı alıcılarının sayısal olarak incelenmesi ve Taguchi yöntemiyle performansının değerlendirilmesi
MUSTAFA DEMİRSÖZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERTAÇ ÇADIRCI
DOÇ. DR. GAMZE GEDİZ İLİŞ
- Numerical investigation of hydrogen production from methane for small scale stationary pem fuel cell applications
Küçük ölçekli durağan pem tipi yakıt pili uygulamaları için metan gazından hidrojen üretiminin sayısal olarak araştırılması
ÖZGÜR TAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEYNEP İLSEN ÖNSAN
YRD. DOÇ. DR. AHMET KERİM AVCI
- Numerical analysis and optimization of novel hybrid heat exchanger designs for enhanced thermoelectric power generation
Gelişmiş termoelektrik güç üretimi için yeni hibrit isi değiştirici tasarimlarinin sayisal analizi ve optimizasyonu
BARAA ABDULWAHID QASEM GHALEB
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ENES KILINÇ
- A numerical investigation of valve timing and variable compression ratio (vcr) strategies in a stroke volume modulated (svm) spark ignition (si) engine
Değişken strok hacmine sahip buji ateşlemeli motorda subap zamanlaması ve değişken sıkıştırma oranı yöntemlerinin sayısal olarak incelenmesi
AHMET YAPMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Otomotiv Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BARIŞ DOĞRU