ELEKTRONİK BİLEŞENLERDEN KARIŞIK TAŞINIM İLE ISI TRANSFERİNDE AKIŞ YÖNLENDİRİCİ ETKİSİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Günümüzde enerjinin etkin bir biçimde kullanılmasıyla ısı ve akış uygulamalarında yeni yaklaşımlarla geliştirilmiş ekipmanların verimliliklerinin artırılarak, işletme maliyetleri düşük, doğaya duyarlı ve güvenliği yüksek ürünler geliştirilmesi çalışmaları yoğunlaşmıştır. Elektronik eleman öğelerinin soğutulması durumunda pratikte birçok ısı yayan bileşen dizileri dikey veya eğimli paralel plaka kanallarına konumlandırılmaktadır. Bu çalışmada, dikey bir kanal içerisinde eşkenar üçgen şekilli iki adet engel elemanının karışık taşınım ile ısı transferi ve kanal içerisindeki akış karakteristikleri sayısal olarak irdelenmiştir. Akışın kanal içerisinde bulunan ısınmış engel elemanına yönlendirilmesinin ve karışık taşınım etkisinin iyileştirilmesi amacıyla kanal içerisine üst giriş kısmından 30o, 45o ve 60o açılı akış yönlendirici kanatçık yerleştirilmiştir. Sayısal inceleme, zamandan bağımsız, laminer ve iki boyutlu olarak süreklilik, momentum ve enerji denklemlerinin Ansys-Fluent bilgisayar programı kullanılarak çözülmesiyle gerçekleştirilmiştir. Dikey kanaldaki eşkenar üçgen şekilli elektronik engel elemanlarına sabit ısı akısı uygulanırken, kanalın diğer yüzeyleri ve akış yönlendiriciler ise adyabatiktir. Kanalda kullanılan su akışkanı sıkıştırılamaz olup, kanala giriş sıcaklığı 293 K’ dir. Çalışma, Reynolds sayısının (Re) 500 değeri, değiştirilmiş Richardson sayısının (Ri*) 50- 200 ve AGM (Akış Geçiş Oranı)’ nın 3,33 ve 4 aralığındaki değerleri için gerçekleştirilmiştir. İki engel arası mesafe sabit alınmıştır. Çalışmadan elde edilen sonuçlar, literatürdeki deneysel ve sayısal sonuçlarla karşılaştırılmış ve sonuçların birbirleriyle uyumlu oldukları belirlenmiştir. Sonuçlar, Ri* sayısına bağlı olarak farklı AGM oranları için kanala yerleştirilen açılı akış yönlendirici kanatçıkların ısınmış engellerin ortalama Nu sayıları (Num) ve kanal boyunca ortalama akışkan sıcaklıkları (Tm) üzerindeki etkileri açısından araştırılmıştır. Ayrıca, incelenen iki farklı AGM ve Ri*=200 için kanatçıksız ve kanatçıklı durumlarda dikey kanallardaki hız ve sıcaklık konturu dağılımları detaylı bir şekilde incelenmiştir. Ri*=200 ve AGM=3,33 için 30o açılı durumda kanatçıksız duruma göre Num sayısının %5,61 daha fazla olduğu ve AGM=4 olduğunda Num sayısı için bu değerin %5,82’ ye çıktığı saptanmıştır.