Investigation of piezoelectric fans for heat transfer enhancement in a channel
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: SALİM MUSULLU
Danışman: MUSTAFA SERHAN KÜÇÜKA
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Elektronik cihazlardaki arızaların yüzde 55'inden daha fazlasının yüksek ısı üretiminin yönetilememesinden ileri geldiği ilgili gözden geçirmelerde belirtilmektedir. Kompakt yapılı ve yüksek miktarda ısı üretimi olan gelişmiş elektronik cihazların soğutulmasında hava soğutması esaslı geleneksel yöntemler yetersiz kalmaktadır. Bu çalışmada, COMSOL-Multiphysics yazılımı ile 2 boyutlu sayısal benzetim kurularak farklı akış koşulları, geometrik değişkenler ve ısı kaynağı tipleri için kanal içindeki akış ve ısı transferinin özellikleri incelenmiştir. Analizde zaman içinde gelişen konsol hareketin etrafındaki hava akışı ve ısı transferine etkisi bir arada işlenmektedir. Sonlu elemanlar yöntemi (FEM) ile kurulan modelde, rasgele Lagrance-Euler (ALE) yaklaşımı kullanılarak akışkan-katı etkileşimi (FSI) modülünde incelenmektedir. Kurulan ilk modelde bir kanal içindeki bir sıcak yüzeye karşı salınım yapmakta olan bir piezofan bulunmaktadır. Piezofanın yerleşiminin ve akış hızının soğutma performansına etkisi incelenmiştir. Sonraki modelde, düşey bir kanal eksenine yerleştirilen ve farklı salınım oranlarında çalıştırılan bir piezofanın çevrinti üretimine etkileri incelenmiştir. Son olarak duvarlarında çıkıntılı ısı kaynakları olan zorlanmış taşınımlı düşey kanallardaki taşınım etkilerinin incelenmesi ile çalışma genişletilmiştir. Yapılan sayısal benzeşimler, fan kullanılmayan durumlara göre ısı transferi performansında iyileşme olduğunu göstermektedir. Yüksek piezofan salınım oranları, hava hareketinde salınımlara neden olmakta ve ısı transferi artmaktadır. Yüksek momentumlu çevrintiler kanal duvarlarındaki sınır tabaka ile etkileşmekte ve yüksek yoğunluklu çevrintiler duvarlara çarparak ve çıkışa kadar sürüklenerek ısı transferini iyileştirmektedir.