Tek yongalı elektronik cihazların laminer ve türbülanslı akışta soğutulmalarının analizi

Özet

Bu çalışmada elektronik sistemlerin soğutulması hakkında kısaca bilgi verildikten sonra iki paralel levhadan alttaki üzerine monte edilmiş ve elektronik bir yongayı simüle eden tek bir blok üzerinden akış ve sıcaklık dağılımı hesaplamalı olarak analiz edilip blok yüzeyindeki yerel ısı transfer katsayıları hesaplanmıştır. Analizler, Laminar durum için Re=74O-185O,Türbülanslı durum için Re=1850-3700 aralığında yapılmıştır. Hesaplamalarda geometrik faktörler sabit tutulmuş ve blok üzerinde 250 W/m2 lik sabit ısı akısı kabul edilmiştir. Akışkan özelliklerinin sıcaklıkla değişimi ve kaldırma kuvveti etkileri göz önüne alınmıştır. Reynolds sayısının artmasıyla ısı taşınım katsayısı artmaktadır. Maksimum sıcaklık blok arka yüzü dibinde oluşmaktadır. Maksimum ısı transfer katsayısı her durum için blok ön üst köşesinde oluşmaktadır. Blok arkasındaki yeniden birleşme uzunluklarının, türbülanslı akış durumunda laminer akış durumuna göre daha kısa olduğu görülmüştür.

Abstract

In this study, firstly brief information about the cooling of electronic systems is introduced and then velocity and temperature distribution in the flow over surface mounted block simulated single chip electronic module ana analyzed computationally. Finally, local convective heat transfer coefficients are determined for block surfaces. Computations are performed in the Reynolds number range of 740-1850 for laminar case and 1850-3700 for turbulent case. In computations geometrical factors are fixed and 250 W/m2 constant heat flux over the block surface is assumed. Variation of fluid properties with temperature and buoyancy effect are considered. Local heat transfer coefficient increases with increasing Reynolds number. Maximum temperature occurs at the bottom corner of the back side of the block. Maximum heat transfer coefficients are obtained at the front corner of top surface of the block for each cases. Reattachment length at the downstream of the block in the turbulent case is shorter than the laminer case.