Kanaldaki Jet Akış Sayısına Bağlı Olarak Farklı Model Yüzeylerinden Olan Isı Transferi ve Akış Yapısının Analizi

Abstract

Çarpan jet tekniği ile ısı transferi, elektronik sistemlerde fazla ısı üreten cihaz ve ekipmanların soğutulmasında kullanılan yüksek ısı transferi karakteristiğine sahip gelişmiş bir soğutma teknolojisidir. Soğutma işleminin çarpan jet tekniği kullanılarak gerçekleştirilmesiyle yüksek ısı üretim kapasiteli cihazlardan daha fazla ısının transferi olanaklı hale gelmektedir. Çalışmada, 1,25Dh jet giriş genişlikli kanallardaki yarım kare ve yarım daire modelli yüzeylerden olan ısı transferi ve akış yapısı üçlü hava jeti akışı kullanılarak araştırılmıştır. Araştırmalar, sayısal olarak zamandan bağımsız ve üç boyutlu k-ε türbülans modeli kullanılarak Ansys-Fluent bilgisayar programıyla gerçekleştirilmiştir. Kanal yüzeyleri adyabatik olup yalnızca model yüzeylerinde sabit 1000 W/m2’ lik ısı akısı bulunmaktadır. İncelenen jet Re sayısı aralığı 4000-10000 iken; jet-plaka arası uzaklığı 3, 6 ve 10Dh’dır. Kanal boyutlarına uygun olarak her iki kanalda yedi adet farklı model yüzeyleri bulunmaktadır. Çalışmanın sonuçları literatürde bulunan çalışmanın sayısal ve deneysel çıktılarıyla kıyaslanmış ve uyumlu oldukları belirlenmiştir. Sonuçlar, her bir model yüzeyi için ortalama Nu sayısı ve yüzey sıcaklığının değişimi şeklinde verilmiştir. Farklı Re sayıları ve H/Dh oranlarında model yüzeyleri için kanal boyunca jet akışın hız-akım ve sıcaklık konturu dağılımları değerlendirilmiştir. Re=10000 ve H/Dh=3 için yarım daire modelli yüzeyin Nuo sayısının yarım kare modelliden %33,66 daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Ayrıca, Re=8000 için H/Dh=3’ den 6’ ya çıkarıldığında yedinci sıradaki model yüzeyinde sırasıyla yarım kare ve yarım daire modeller için ortalama Nu sayılarında %41,89 ve %45,18’ lik azalışlar elde edilmiştir.