Alüminyum Köpük Isı Alıcılardan Taşınımla Isı Transferinin Deneysel Olarak İncelenmesi

Year 2014, Volume: 29 Issue: 1, 0 - , 25.03.2014

Ayla Doğan Bahadır Öney

https://doi.org/10.17341/gummfd.46132

Cited By: 1

Abstract

Bu çalışmada, yüzeyleri 10 PPI (Inch Başına Gözenek) lık alüminyum köpük ısı alıcılarla genişletilmiş ısı kaynakları bulunan yatay bir kanalda taşınımla gerçekleşen ısı transferi deneysel olarak incelenmiştir. Çalışma akışkanı olarak hava kullanılmıştır. Elektronik eleman performansına etkilerini araştırmak için alüminyum köpük ısı alıcılar dikdörtgen kesitli kanal içerisinde bulunan bakır ısıtıcılar üzerine ayrık formda yerleştirilmiştir. Kanalın alt yüzeyine 8x2 diziliminde yerleştirilmiş alüminyum köpük ısı alıcılar sabit ısı akısına maruz bırakılmışlardır. Kanalın yan, alt ve üst duvarları yalıtılmıştır. Deneyler Reynolds sayısının 531≤ReDh≤4486
(laminer ve türbülanslı akış için), düzeltilmiş Grashof sayısının Gr* Dh=4,2x107-2,7x108 ve Richardson sayısının
Ri=0,008-1,5 aralığındaki değerleri için yapılmıştır. Deneylerden elde edilen ölçümlerden, Nusselt sayısı
dağılımları farklı Reynolds ve farklı Grashof sayıları için elde edilmiştir. Düşük gözenek yoğunluğuna sahip
olan alüminyum köpük ısı alıcılar, içerisinden yoğun hava geçirme özelliğinden dolayı ısı transferini önemli ölçüde artırmaktadır. Yapılan karşılaştırmalar sonucunda, kanal içerisinde 10 PPI alüminyum köpük ısı alıcıların kullanılması durumunda, köpük ısı alıcılar kullanılmadan elde edilen sonuçlara göre yaklaşık olarak %36 ila %70 daha fazla ısı transferi sağlanmıştır.

Keywords

Alüminyum köpük ısı alıcıları, elektronik soğutma, kanal akışı

References

• Chao C.H., Li J.M., “Foam-metal heat sinks for
• thermal enhanced BGA package applications”,
• The 11th International Symposium on
• Transport Phenomena ISTPII, Hsinchu,
• Taiwan, Cilt 4, 23–29, 1998.
• Chou S.F., Yang C.H., “Heat transfer
• characteristics of aluminum-foam metal”,
• Proceedings of Sixth International Symposium on Transport Phenomena in
• Thermal Engineering, Seoul, Korea, 709–714,
• -
• Lee YC., Zhang W., Xie H Mahajan
• RL.,“Cooling of a FCHIP package with 100 W, 1
• cm2 chip”, Proceedings of the 1993 ASME
• International Electronic Package Conf., vol. 1,
• ASME, New York, 419–423, 1993.
• Izadpanah M.R., Muller-Steinhagen H.,
• Jamialahmadi M., “Experimental and theoretical
• studies of convective heat transfer in a
• cylindrical porous medium”. Int. J. Heat Fluid
• Flow Cilt 19, 629–635, 1998.
• Kim SY., Paek J.W., Kang B.H., “Thermal
• Performance of aluminum-foam heat sinks by
• forced air cooling”, IEEE Transactions on
• components and packaging technologies. Cilt
• , 262–267, 2003.
• Cui C., Huang X.Y., Lui CY., “Forced
• convection in a porous channel with discrete heat
• sources”, ASME J Heat Transfer 123: 404-411,
• -
• Kurtbas I., Celik N., “Experimental investigation
• of forced and mixed convection heat transfer in a
• foam-filled horizontal rectangular channel”, Int
• J Heat Mass Transf. 52:1313–1325, 2009.
• Jeng, TM, Tzeng SC., “Experimental study of
• forced convection in metallic porous block
• subject to a confined slot jet”, Int J Thermal
• Sciences 46:1242-1250, 2007.
• Paek, JW., Kang, BH., Kim SY., Hyun JM.,
• “Effective thermal conductivity and permeability
• of aluminum-foam materials”, Int. J.
• Thermophysics 21: 453–464, 2000.
• Ko K.H., Anand N.K., “Use of porous baffles to
• enhance heat transfer in a rectangular channel”,
• Int. J. Heat Mass Transf. 46: 4191–4199, 2003.
• Dogan A., Sivrioglu M., Baskaya S.,
• “Investigation of mixed convection heat transfer
• in a horizontal channel with discrete heat sources
• at the top and at the bottom”, Int. J. Heat Mass
• Transf. Cilt 49, 2652–2662, 2006.
• Bae J.H., Hyun J.M., and Kim J.W., “Mixed
• Convection in a Channel with Porous
• Multiblocks Under Imposed Thermal
• Modulation”, Numerical Heat Transfer, Part A,
• Cilt 46, 891-908, 2012.
• Holman, J. P., “Analysis of Experimental
• Data”,Experimental Methods For Engineers 6th
• ed.,McGraw-Hill, Inc, New York, 49-56, 1994.