DOĞAL VE ZORLANMIŞ TAŞINIM ETKİLERİNİN KANALDAKİ ISI TRANSFERİNİ İYİLEŞTİRMEDEKİ ETKİLERİNİN FARKLI DEĞİŞKENLER AÇISINDAN İRDELENMESİ

Boyutları küçülen elektronik elemanların soğutulmasının iyileştirilmesi, çalışma güvenliğinin sağlanması ve yüksek performanslı ürünler geliştirilmesi açısından gereklidir. Uygulamada birçok elektronik bileşenden ısı transferinin gerçekleştirilmesi durumunda ısı yayan bileşen serileri eğimli veya dikey paralel plaka kanallarına konumlandırılmaktadır. Bu çalışmada, dikey bir kanalın sol yüzeyinde bir adet eşkenar üçgen şekilli engel elemanının karışık taşınım ile ısı transferi ve kanal içerisindeki akış karakteristikleri sayısal olarak değerlendirilmiştir. Akışın kanal içerisindeki ısınmış engel elemanına daha iyi yönlendirilmesi ve karışık taşınım etkisinin artırılması amacıyla kanal içerisine üst giriş kısmından 30o ve 45o 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. Eşkenar üçgen şekilli elektronik elemana 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 500, değiştirilmiş Richardson sayısı (Ri*) aralığı 50-200, AGM (Akış Geçiş Mesafesi) ise 3,33 ve 4 olarak çalışılmıştır. Çalışmadan elde edilen sonuçlar, literatürdeki deneysel ve sayısal sonuçlarla kıyaslanmış ve sonuçların birbirleriyle tutarlı oldukları belirlenmiştir. Sonuçlar, Ri* sayısına göre farklı AGM oranları için kanala yerleştirilen açılı akış yönlendiricinin ısınmış engelin ortalama Nu sayıları (Num) ve ortalama yüzey sıcaklıkları (Ts) üzerindeki etkisinin değişimleri olarak incelenmiştir. Ayrıca, 3,33 ve 4 akış geçiş mesafesi oranları dikkate alınarak Ri*=50 ve 200 için kanatçıksız ve kanatçıklı durumlarda kanaldaki karışık taşınımın hız-akım çizgisi ve sıcaklık konturu dağılımları görselleştirilmiştir. AGM=4 ve Ri*=200’ de kanatçıksız duruma göre Num sayılarının 30o ve 45o kanatçık açıları için sırasıyla %4,65 ve %18,92 daha düşük oldukları elde edilen sonuçlardan çıkarılmıştır.