Bir kısmı kesilmiş ısı alıcılarından meydana gelen minikanalların ısıl ve akış performansının sayısal olarak incelenmesi ve optimizasyonu

Minikanallı ısı alıcılar, küçük bir alandan yüksek miktarda ısı transfer edilmesine olanak sağladığı için yükek ısı oluşumu gözlenen elektronik eleman soğutulması uygulamalarında kullanılmaya başlanmıştır. Bu çalışmada üzerinde boşluk bulunan minikanallı ısı alıcılarının akış ve ısıl performansı sayısal olarak incelenmiştir. Isı alıcısındaki akış analiz edilerek akışın Reynolds sayısının, kanal akışlarındaki kritik Reynolds sayısı olan 2300 değerinden fazla olduğu tespit edilmiştir. Bu sebeple akışın türbülanslı olduğu belirlenmiş ve yapılan sayısal analizlerde türbülans etkileri dikkate alınarak uygun türbülans parametreleri çözüme dahil edilmiştir. Elde edilen sayısal çözümler literatürdeki deney sonuçları ile karşılaştırılarak doğrulanmıştır. Isı alıcısının akış ve ısıl performansını etkileyen geometrik parametreler birbirinden bağımsız olarak incelenmiştir. Isıl performansı etkileyen başlıca geometrik parametreler kanal genişliği ve kanallar üzerinde bulunan boşluğun uzunluğu olarak belirlenmiştir. Kanal genişliği değeri olarak 1mm ile 3mm arasındaki değerler incelenmiştir. Kanal genişliğindeki artışın akış ve ısıl performansı arttırdığı fakat belirli bir alana yayılan kanatçık sayısının genişliğin artışı ile azalacağı ve bu durumun ısıl performansı olumsuz yönde etkileyeceği değerlendirilmiştir. Kanallar arasındaki boşluk mesafesi olarak 3mm ile 10mm arasındaki değerler incelenmiştir. Isıl performans açısından ise boşluk mesafesinin artmasının 6mm değerine kadar performansı azalttığı bu noktadan sonra ise ısıl performansın arttığı belirlenmiştir. Yapılan analizler sonrasında C programlama dilinde bir kod yazılarak fan gücünün 0,01W, 0,05W ve 0,1W değerleri için kanalın ısıl direncinin en düşük olacağı kanal genişliği, kanallar arasındaki boşluğun uzunluğu ve akışkanın sisteme giriş hızı parametreleri belirlenmiştir.