ISINMIŞ ELEKTRONİK ELEMAN ÇİFTİNDEN OLAN ISI TRANSFERİNDE KARIŞIK TAŞINIM ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI

Elektronik ekipmanlardan olan ısı transferinin artırılması, boyutların küçültülerek güvenilirlik seviyesi yüksek sistemlerinin geliştirilmesi bakımından önem arz etmektedir. Pratikte elektronik elemanların birçoğunun ısı transferinin artırılması durumunda ısı yayan bileşen dizileri dikey veya eğimli paralel plaka kanallarına yerleştirilmektedir. Bu çalışmada, dikey bir kanal içerisinde kanalın sol tarafında üst üste iki eşkenar üçgen şekilli engel elemanının doğal ve zorlanmış taşınımın birleşik etkileriyle soğutulması ve kanal içerisindeki akış özellikleri sayısal olarak araştırılmıştır. Akışın kanal içerisindeki ısınmış engel elemanlarına daha iyi yönlendirilmesi ve karışık taşınım etkisinin artırılması amacıyla kanalın sağ taraf üst giriş kısmından 45o ve 60o açılı akış yönlendirici kanatçık yerleştirilmiştir. Sayısal araştırma, zamandan bağımsız, laminer ve iki boyutlu olarak süreklilik, momentum ve enerji denklemlerinin Ansys-Fluent bilgisayar programı kullanılarak çözülmesiyle gerçekleştirilmiştir. Eşkenar üçgen şekilli elektronik elemanlara sabit ısı akısı uygulanırken, kanalın diğer yüzeyleri ve akış yönlendirici ise adyabatiktir. Kanalda kullanılan su akışkanı sıkıştırılamaz olup, kanala giriş sıcaklığı 293 K’ dir. Çalışmada kullanılan Reynolds sayısı (Re) değeri 1000, değiştirilmiş Richardson sayısı (Ri*) aralığı 50-200, AGM (Akış Geçiş Mesafesi) ise 2 ve 4 olarak tasarlanmıştır. Çalışmadan elde edilen sonuçlar, literatürdeki deneysel ve sayısal sonuçlarla karşılaştırılmış ve sonuçların birbirleriyle tutarlı oldukları görülmüştür. Sonuçlar, Ri* sayısına bağlı olarak farklı AGM oranları için kanala yerleştirilen açılı akış yönlendiricinin ısınmış engellerin toplam ortalama Nu sayıları (Num) ve kanaldaki ortalama akışkan sıcaklıkları (Tm) üzerindeki etkilerinin değişimleri olarak değerlendirilmiştir. Ayrıca, Ri* sayısının 50 ve 200 değerlerinde farklı AGM oranları ve akış yönlendirici kanatçık açısı etkisi dikkate alınarak kanaldaki karışık taşınımın hız-akım çizgileri ve sıcaklık konturu dağılımları üzerindeki etkileri görselleştirilerek detaylı bir şekilde incelenmiştir. Sonuçlar, Re=1000 için Ri*=150 ve AGM=4’ de kanatçıksız dikey kanala göre 60o ve 45o açılı kanatçıklı kanallarda Num sayısı değerinin sırasıyla %13 ve %5,58 azalış sergilediğini göstermiştir.