A NUMERICAL INVESTIGATION INTO THE EFFECT OF FLOW STRUCTURE ON THERMAL PERFORMANCE IN MICROCHANNEL HEAT SINKS WITH DISTINCT MULTI-SPLIT CHANNEL CONFIGURATIONS

14th INTERNATIONAL PALANDÖKEN SCIENTIFIC STUDIES CONGRESS, Erzurum, Türkiye, 21 - 22 Temmuz 2026, cilt.1, ss.834-850, (Tam Metin Bildiri)

Mikro kanal ısı dağıtıcılar (MKID), ısınma kabiliyetleri fazla olan günümüz elektronik

elemanların soğutulmaları için vazgeçilmez yapılar olmakla birlikte; ısı dağıtıcıların geometrik

tasarımlarında yapılan iyileştirmeler ısı transferi kapasitelerini artırmak adına büyük bir

gelişme sunmaktadır. Bu çalışmada, çoklu bölüntülü kanal yapısına sahip mikro kanal ısı

dağıtıcıların akış yapılarının ısı transferi ve basınç kaybı performansları üzerindeki etkileri

sayısal olarak incelenmiştir. Sayısal araştırma, 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 TiO2-su nanoakışkanı kullanılmıştır.

İncelenen farklı MKID modellerinden karşılaştırma modeli olan Model 1 ile farklı çoklu

bölüntülü akış yapısına sahip yeni bir model olan Model 2 karşılaştırılarak 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 incelenmiştir. Ayrıca, TiO2-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, 0,0040 kg/s akış

hızında Model 1 için su akışkanı kullanıldığında Nuort değerinin TiO2-su nanoakışkanına göre

%6,83 daha fazla olduğu bulunmuştur. Ayrıca, 0,0045 kg/s akış hızı değerinde TiO2-su

nanoakışkanı kullanılan kanallarda Model 2 için basınç düşüşü değerinin Model 1’den %3,82

daha fazla olduğu saptanmıştır.