TEKNO-2021-031-Çarpan Jet-Çapraz Akış Uygulanan Bir Kanaldaki Isınmış Elektronik Bileşenlerin Nanoakışkan İle Soğutulmasının İncelenmesi


Karabulut K., Alnak D. E. (Yürütücü)

Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, 2021 - 2023

  • Proje Türü: Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje
  • Başlama Tarihi: Mayıs 2021
  • Bitiş Tarihi: Mayıs 2023

Proje Özeti

Bu çalışmada, sabit ısı akısına sahip elektronik elemanların çarpan jet-çapraz akış kombinasyonu kullanılarak farklı nanoakışkanlar ile soğutulması sayısal olarak incelenecektir. Sayısal inceleme, zamandan bağımsız, üç boyutlu olarak enerji ve Navier-Stokes denklemlerinin k-ε türbülans modelli Ansys-Fluent bilgisayar programının kullanılmasıyla yapılacaktır. İki tarafından nanoakışkan girişi olan çapran jet-çapraz akış tasarımlı bir kanal içerisine yerleştirilen bakır plaka yüzeyli elektronik elemanlara sabit ısı akısı uygulanacakken, kanalın alt ve üst yüzeyleri ve kanatçık adyabatiktir. Kullanılacak jet akışkanları karbon tabanlı nanoakışkanlardan GO-su (% 0.01 ve % 0.02 hacimsel konsantrasyonlu) ve MWCNT-su (% 0.01 hacimsel konsantrasyonlu) ve hacimce % 0.02 konsantrasyonlu elmas-su, SiO2-su, CuO-su, TiO2-su, Ag-su, Al2O3-su olup, kanala giriş sıcaklıkları GO-su ve MWCNT-su nanoakışkanları için 303 K iken diğer nanoakışkanlar için 293 K olacaktır. Giriş sıcaklıklarındaki bu farklılıklar, termofiziksel özelliklerinin elde edildikleri sıcaklık değerlerinden kaynaklanmaktadır. Çalışmada kullanılacak Re sayısı aralığı 5000-15000 iken jet-plaka arası uzaklık (H/D) için kullanılacak değer aralığı ise 3-12 olarak düşünülmektedir. Jet hızının kanal akış hızına oranının değerleri (Vj/Vk) 0, 1, 2, 4 ve 6 ve kanatçık açısının (ϕ) değerleri 0o, 30o, 45o, 60o ve 90o olarak uygulanacaktır. Çalışmada, ayrıca kanal içerisine yerleştirilen akış yönlendirici kanatçığın açısının, uzunluğunun, kanal girişine göre konumunun, jet plaka arası uzaklığın (H/D), jet Re sayısının, (Vj/Vk) oranı, elektronik elemana uygulanan farklı ısı akısı değerlerinin 1000-2000 W/m2 ve ayrıca soğutulan elektronik elemanların şekillerinin ve kanaldaki sayısının akış yapısı ve ısı transferi üzerindeki etkileri araştırılacaktır.