Elmas-Su Nanoakışkanı Kullanılan Kanatçıklı ve Farklı Yükseklikli Birleşik Jet Akışlı Kanallarda Yüzeylerin Soğutulması

Abstract

Çarpan jet-çapraz akıştan oluşan birleşik jet etkisi elektronik elemanların soğutma performansını artırıcı bir etkiye sahiptir. Bu çalışmada, birleşik jet akışıyla kanatçıksız ve 30o açıya sahip kanatçıklı, N=2D kanatçık mesafeli ve H=3D ve 4D yükseklikli kanallarda su ve %2 hacimsel konsantrasyonlu Elmas-Su nanoakışkanı kullanılmasıyla küp ve yamuk modelli yüzeylerden olan ısı transferi ve performans analizi sayısal olarak incelenmiştir. Sayısal araştırma, sürekli ve üç boyutlu, k-ε türbülans modelli Ansys-Fluent programıyla gerçekleştirilmiştir. Literatürdeki çalışmalar gözetilerek kanal boyutlarına uygun olarak kanallara üçer adet model yerleştirilmiştir. Kanaldaki akışkanların Re sayısı aralığı 5000-9000’ dir. Sonuçlar, literatürdeki deneysel çalışmanın Nu sonuçlarıyla kıyaslanmış ve uyumlu oldukları belirlenmiştir. Çalışmanın sonuçları, kanallardaki her bir model için ortalama Nu sayısı ve yüzey sıcaklığının değişimleri olarak su ve nanoakışkan için kanatçıksız ve kanatçıklı durumlarda farklı kanal yüksekliklerinde karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Ayrıca, birleşik jet nanoakışkan akışının hız ve sıcaklık konturu dağılımları sunulmuştur. Bununla birlikte, kanallardaki her üç model yüzeyinin tümü için farklı Reynolds sayılarında performans değerlendirme sayıları (PEC) ve Re=7000 için ortalama Nu sayısı (Num) ve yüzey sıcaklık değerleri (Tm) değerlendirilmiştir. H=3D ve kanatçıklı kanalda Elmas-Su nanoakışkanının kullanılması kanatçıksız ve su akışkanı kullanılan kanala göre küp ve yamuk modelli yüzeylerde Num değerlerinin sırasıyla %24,14 ve %18,91 daha fazla olmasını sağlamıştır.