Üçlü Jet Akışlı Kanallardaki Değişik Yüzeyli Modellerin Soğuma Performanslarının Araştırılması


Karabulut K., Alnak Y.

Tesisat Mühendisliği, sa.194, ss.15-27, 2023 (Hakemli Dergi) identifier

  • Yayın Türü: Makale / Tam Makale
  • Basım Tarihi: 2023
  • Dergi Adı: Tesisat Mühendisliği
  • Derginin Tarandığı İndeksler: TR DİZİN (ULAKBİM)
  • Sayfa Sayıları: ss.15-27
  • Sivas Cumhuriyet Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Teknolojideki hızlı gelişime paralel olarak üretilen küçük boyutlarda ve yüksek kapasi - teli elektronik ürünlerdeki güvenli sıcaklık sınırları aşılabilmektedir. Çarpan jet tekni- ği, elektronik sistemlerde fazla ısı üreten cihazların soğutulmasında kullanılan yüksek ısı transferi performanslı gelişmiş bir soğutma teknolojisidir. Bu çalışmada, 0.75Dh jet giriş genişlikli kanallardaki kare tünel ve daire tünel modelli bakır plakalı yüzeylerin üç adet hava jeti akışı ile soğutulması sayısal olarak araştırılmıştır. Sayısal inceleme- ler, zamandan bağımsız ve üç boyutlu olarak enerji ve Navier-Stokes denklemlerinin k-ε türbülans modelli Ansys-Fluent bilgisayar programı kullanılarak çözülmesiyle gerçek- leştirilmiştir. Kanalların üst ve alt yüzeyleri adyabatik olup; model yüzeylerine sabit ısı akısı uygulanmıştır. Çalışma için belirlenen Re sayısı aralığı 4000-10000 iken jet-plaka arası uzaklık (H/Dh) 3, 6 ve 10’dur. Çalışmanın sonuçları literatürde bulunan çalışma- nın sayısal ve deneysel sonuçlarıyla karşılaştırılmış ve birbirleriyle uyumlu oldukları belirlenmiştir. Sonuçlar, her bir model yüzeyi için ortalama Nu sayısı ve yüzey sıcaklı- ğının değişimi olarak sunulmuştur. Ayrıca, kanaldaki tüm model yüzeyleri için ortalama Nu sayısı (Nuo) ve jet akışların kanaldan çıkış sıcaklıkları (Tç) incelenmiştir. Farklı Re sayıları ve H/Dh oranlarında kanal boyunca jet akışın hız-akım ve sıcaklık konturu dağı- lımları model yüzeyleri için değerlendirilmiştir. H/Dh= 3 ve Re= 10000 için daire tünel modelli yüzeyin Nuo değerinin kare tünel modelli yüzeyden %45,31 daha yüksek olduğu belirlenmiştir.
Safe temperature limits can be exceeded in small sizes and high-capacity electronic products produced in parallel with the rapid development in technology. The impinging jet technique is an advanced cooling technology with high heat transfer performance used in the cooling of devices that produce excess heat in electronic systems. In this study, the cooling of the square tunnel and circular tunnel model copper plate surfaces in ducts with jet inlet width of 0.75Dh by three air jet flows was numerically investigated.. Numerical examinations were carried out by solving the energy and Navier-Stokes equations in three-dimensional, steady, using the An- sys-Fluent computer program with the k-ε turbulence model. The upper and lower surfaces of the channels are adiabatic; a constant heat flux has been applied to the model surfaces. While the Re number range determined for the study is 4000-10000, the distance between the jet and the plate (H/Dh) is 3, 6 and 10. The results of the study were compared with the numerical and experimental results of the study in the literature and it was determined that they were com- patible with each other. The results were presented as the mean Nu number and variation of surface temperature for each model surface. In addition, the mean Nu number (Num) and exit temperatures (To) of the jet flows from the channel were investigated for all model surfaces in the channel. The velocity-flow and temperature contour distributions of the jet flow along the channel at different Re numbers and H/Dh ratios were evaluated for the model surfaces. For H/Dh= 3 and Re= 10000, the Nu o value of the circular tunnel model surface was determined to be 45.31% higher than the square tunnel model surface.