INVESTIGATION OF THE EFFECTS OF MULTI-SPLIT CHANNEL STRUCTURES ON HEAT TRANSFER IN MICRO-CHANNEL HEAT SINKS

14th INTERNATIONAL PALANDÖKEN SCIENTIFIC STUDIES CONGRESS, Erzurum, Türkiye, 21 - 22 Temmuz 2026, cilt.1, ss.851-867, (Tam Metin Bildiri)

Teknolojik cihazların üretimindeki gelişmelere bağlı olarak boyutlarının küçülmesi ısınma

problemini de tartışılır hale getirmiştir. Mikro kanal ısı dağıtıcılar (MKID), teknolojik

cihazların soğutulmaları için vazgeçilmez yapılar olmakla birlikte soğutucuların geometrik

tasarımlarında yapılan iyileştirmeler, daha yüksek ısı transferi gerçekleştirebilmek adına büyük

bir ilerleme sunmaktadır. Bu çalışmada, mikro kanal ısı dağıtıcılarda bölüntülü çoklu kanallı

akış yapılarının ısı transferi ve basınç düşüşü değerleri sayısal olarak incelenmiştir. Sayısal

inceleme, üç boyutlu, sürekli ve laminer akış şartlarında süreklilik, momentum ve enerji

denklemlerinin Ansys-Fluent programı kullanılarak çözülmesiyle yapılmıştır. Çalışmada ısı

transferi akışkanı olarak 300 K kanal giriş sıcaklığında sıkıştırılamaz su ve %2 hacimsel

konsantrasyona sahip CuO-su nanoakışkanı kullanılmıştır. İncelenen farklı MKID

modellerinden karşılaştırma modeli olan geleneksel Model 1 ile farklı çoklu bölüntülü akış

yapısına sahip geliştirilmiş bir model olan Model 2 kıyaslanarak performansları

değerlendirilmiştir. Bakır plakadan oluşan MKID’nın alt kısmından tabanına 20.000 W/m2

olarak belirlenen sabit ısı akısı uygulanırken, bakır ısı dağıtıcı plakanın üst ve yan kısımları

yalıtılmıştır. Sonuçlar, ortalama Nu sayısı (Nuort), akışkanın kanaldan çıkış sıcaklığı (Tçıkış) ve

kanaldaki basınç düşüşünün değişimleri olarak araştırılmıştır. Ayrıca, CuO-su nanoakışkanı

için iki farklı hız değerinde hız-akım çizgisi ve sıcaklık konturu dağılımları görselleştirilerek

değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, literatürdeki deneysel ve sayısal sonuçlarla

karşılaştırılmış ve birbirleriyle tutarlı oldukları bulunmuştur. Sonuç olarak, 0,0035 kg/s akış

hızında CuO-su nanoakışkanı kullanılan Model 1 için Nuort değerinin Model 2’den %18,03 daha

yüksek olduğunu göstermiştir. Ayrıca, Model 1 için mikro kanalda su kullanıldığı durumda

0,0040 kg/s akış hızında elde edilen Nuort değeri, Model 2’ye göre %19,55 daha fazla

olmaktadır.