GELİŞMİŞ SOĞUTMA UYGULAMALARI İÇİN PİEZOELEKTRİK FAN SİSTEMİ ANALİZİ VE TASARIMI
ANALYSIS AND DESIGN OF A PIEOELECTRIC FAN SYSTEM FOR ADVANCED COOLING APPLICATIONS
- Tez No: 821378
- Danışmanlar: PROF. DR. BÜNYAMİN TAMYÜREK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mühendislik Bilimleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Elektronik bileşenler, normal işlem sırasında güç kayıplarından dolayı oluşan ısı nedeniyle termal stres altındadır. Elektronik bileşenlerin normal işleyişi sırasında oluşabilecek hasarları önlemek ve uzun süreli güvenilirliklerini sağlamak için, bileşenlerin sıcaklığı belirli bir sıcaklık değerinin altında tutulmalıdır. Bu araştırmanın önemi, bileşen tabanlı soğutma ile elektronik bileşenlerin belirtilen sıcaklıkta kalmasını sağlamaktır. Bu çalışmanın amacı, küçük alanlar için bileşen tabanlı soğutma sağlayan piezoelektrik fanın mekanik analiz ve tasarımını gerçekleştirmek ve soğutucu tarafından sağlanan hava akışını kontrol etmek için ihtiyaç duyulan elektronik sürücünün analiz ve tasarımını yapmaktır. Bu çalışma, içinde birçok elektronik kart bulunan kapalı bir kutuda konumlanan kartlardan birinin üzerindeki bir eklenti kartta bulunan FPGA malzemesini yeterli bir sıcaklıkta tutmak için bir soğutucunun mekanik analiz ve tasarımını içerir ve analizler için kutu içindeki ortam parametrelerini dikkate alır. Soğutucu tasarımında hareketi sağlamak için piezoelektrik malzeme tercih edilmiştir. Piezoelektrik malzemenin mekanik analizine uygun olarak, gerekli hareketi sağlamak için elektronik kontrolcü gereksinimleri analiz edilmiştir. Elektronik kontrol için analog ve dijital devrelerin avantajları karşılaştırılmış ve gerekli sinyallerin dijital devrelerle üretilmesinin uygunluğu değerlendirilmiştir. Gerekli sinyal, H-Köprü yapısıyla kontrol edilen SPWM (Sinüsoidal Pulse Width Modulation) yöntemi kullanılarak yapılan simülasyonlarla üretilmiştir. Mekanik analiz sonucunda, en etkili soğutmayı sağlayan ısı emici tipi, havayla temas halindeki ısı emici yüzey alanı ve hava akış hızı belirlenmiştir. Elektronik olarak üretilen sinyal için yapılan modal analiz, piezoelektrik fanın diğer uyarılma frekanslarını barındırmayan birinci mod frekansında sinüs dalga şeklinde olması gerektiği sonucuna ulaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
Electronic components are under thermal stress due to the heat generated by the power losses during their normal operation. In order to prevent damage and guarantee long term reliability while performing their functions properly, their temperature should be maintained below a specified limit all the time. The importance of this research is to ensure that electronic components stay at the specified temperature based on ambient conditions with component-based cooling. The aim of this study is to perform mechanical analysis and design of the piezoelectric fan that provides component-based cooling for small areas, and to analyze the electronic driver used to control the airflow provided by the cooler. This work included the mechanical analysis and design of a heat sink for keeping the FPGA material at a sufficient temperature on an add-on card inside the enclosure, considering the ambient parameters inside the enclosure. Piezoelectric material was preferred to provide movement in the cooler design. Consistent with the mechanical analysis of piezoelectric material, the electronic control to provide the required motion was analyzed. The advantages of analog and digital circuits were compared for electronic control and evaluated the suitability of generating the required signals with digital circuits. The required signal was produced by making simulations on the control with H-Bridge structure with the SPWM method. As a result of the mechanical analysis, the type of heatsink that provides the most effective cooling, the surface area of the heatsink in contact with the air, and the airflow velocity were determined. A modal analysis for the electronically generated signal concluded that the required pulsation should be a sine wave at first mode frequency of piezoelectric fan with no other frequencies at which the piezoelectric material is stimulated.
Benzer Tezler
- Lead-free ferroelectric ceramics for energy storage and electrocaloric cooling applications
Enerji depolama ve elektrokalorik soğutma uygulamaları için kurşunsuz ferroelektrik seramikler
MERVE KARAKAYA
Doktora
İngilizce
2022
Mühendislik Bilimleriİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. UMUT ADEM
DOÇ. DR. YAŞAR AKDOĞAN
- Kompakt değişken kapasiteli kompresör için soğutma kapasitesi artışının sayısal ve deneysel incelenmesi
Numerical and experimental investigation of increasing cooling capacity for compact variable capacity compressor
SEMİH GÜREL
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERTAÇ ÇADIRCI
- A cryogenic cmos low dropout regulator design for space applications
Uzay uygulamaları için kriyojenik cmos alçak gerilim düşümlü regülatör tasarımı
HALİL İBRAHİM KAYIHAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA BERKE YELTEN
- Altitude dependent thermal model and analysis of an outrunner rotor permanent magnet synchronous motor for unmanned air-vehicle applications
İnsansız hava aracı uygulamaları için dış rotorlu kalıcı mıknatıslı senkron motorun irtifaya bağlı termal modeli ve analizi
YUNUS EMRE CİNAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA AHMET KOCABAŞ
- Suya duyarlı kent uygulamaları: İstanbul Ataköy atıksu toplama havzası örneği
Water sensitive city practices: Istanbul Ataköy wastewater collection catchment example
HATİCE KAPLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ FUAT AYDIN