Mikro İşlemciler için Etilen Soğutmalı Mikro Kanallı Isı Değiştiricinin Tasarımı ve Simülasyonu

Bu çalışmada hava soğutmalı mikroişlemcili ısı emiciler yerine etilen ile çalışan mikrokanallı bir ısı değiştirici önerilmiş ve Flo-EFD yazılımı kullanılarak akış ve ısı transferi simülasyonları yapılmıştır. Öncelikle hava soğutmalı soğutucu için bilgisayar kasasındaki hava havmi ve mikroişlemcinin sıcaklık dağılımı elde edilmiş, ardından fan yardımı ile dışarıdan gelen havanın akış yolları gözlemlenmiştir. Daha sonra önerilen mikrokanallı ısı değiştiricisi kullanılan sistem aynı işlemlere tabi tutulmuş ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. Çalışma sonucunda mikrokanallı ısı değiştiricinin işlemci sıcaklığını 54-55°C'den 18-19°C'ye düşürdüğü ortaya çıkmıştır. Soğutucunun çıkarılmasının, dış ortamdan çekilen havanın bilgisayar kasasındaki diğer ısı üreten elemanlar etrafında daha verimli bir şekilde dolaşmasına izin verdiği de gözlemlenmiştir. Böylelikle bilgisayar kasası içerisinde daha homojen ve daha düşük sıcaklık dağılımı elde edilmiştir.

Design and Simulation of Ethylene Cooled Microchannel Heat Exchanger for Micro Processors

Abstract: In this study, a microchannel heat exchanger with operating with ethylene was proposed instead of air-cooled microprocessor heat sinks and flow and heat transfer simulations were made using Flo-EFD software. First, the temperature distribution of the air domain and the microprocessor in the computer case was obtained for air-cooled heat sink, and then the flow paths of the air coming from the outside with the help of the fan were observed. Afterwards, the system with the proposed micro channel heat exchanger was subjected to the same processes and the results were compared. As a result of the study, it was revealed that the micro channel heat exchanger reduced the processor temperature between 54-55°C and 18-19°C. It has also been observed that removing the heat sink allows the air drawn from the outside environment to circulate more efficiently around other heat generating elements in the computer case. Hence more homogeneous and lower temperature distribution within the computer case was obtained.

___

  • 1. Cheng, L. and Thome, J. R., "Cooling of microprocessors using flow boiling of CO2 in a micro-evaporator: Preliminary analysis and performance comparison", Applied Thermal Engineering, 29 (11–12): 2426–2432 (2009).
  • 2. Hatami, M. and Ganji, D. D., "Thermal and flow analysis of microchannel heat sink (MCHS) cooled by Cu-water nanofluid using porous media approach and least square method", Energy Conversion And Management, 78: 347–358 (2014).
  • 3. Ariyo, D. O. and Bello-Ochende, T., "Constructal design of subcooled microchannel heat exchangers", International Journal Of Heat And Mass Transfer, 146: 118835 (2020).
  • 4. Devahdhanush, V. S., Lei, Y., Chen, Z., and Mudawar, I., "Assessing advantages and disadvantages of macro- and micro-channel flow boiling for high-heat-flux thermal management using computational and theoretical/empirical methods", International Journal Of Heat And Mass Transfer, 169: 120787 (2021).
  • 5. Ghazvini, M. and Shokouhmand, H., "Investigation of a nanofluid-cooled microchannel heat sink using Fin and porous media approaches", Energy Conversion And Management, 50 (9): 2373–2380 (2009).
  • 6. Sai Suhruth Teja, K., "Optimization of parameters and fabrication of micro channel heat sinks using micro scanning EDM and grey relational analysis", Materials Today: Proceedings, (xxxx): (2021).
  • 7. Gerken, I., Brandner, J. J., and Dittmeyer, R., "Heat transfer enhancement with gas-to-gas micro heat exchangers", Applied Thermal Engineering, 93: 1410–1416 (2016).
  • 8. Deng, Y., Menon, S., Lavrich, Z., Wang, H., and Hagen, C. L., "Design, simulation, and testing of a novel micro-channel heat exchanger for natural gas cooling in automotive applications", Applied Thermal Engineering, 110: 327–334 (2017).
  • 9. Internet: Maganti, L. S., Dhar, P., Sundararajan, T., and Das, S. K., "Heat Spreader with Parallel Microchannel Configurations Employing Nanofluids for near–Active Cooling of MEMS", http://dx.doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2017.04.032 .
  • 10. García-Hernando, N., Acosta-Iborra, A., Ruiz-Rivas, U., and Izquierdo, M., "Experimental investigation of fluid flow and heat transfer in a single-phase liquid flow micro-heat exchanger", International Journal Of Heat And Mass Transfer, 52 (23–24): 5433–5446 (2009).
  • 11. Yang, Y., Morini, G. L., and Brandner, J. J., "Experimental analysis of the influence of wall axial conduction on gas-to-gas micro heat exchanger effectiveness", International Journal Of Heat And Mass Transfer, 69: 17–25 (2014).
  • 12. Dondapati, R. S., Saini, V., Verma, K. N., and Usurumarti, P. R., "Computational prediction of pressure drop and heat transfer with cryogen based nanofluids to be used in micro-heat exchangers", International Journal Of Mechanical Sciences, 130 (June): 133–142 (2017).
  • 13. Kang, S. W. and Tseng, S. C., "Analysis of effectiveness and pressure drop in micro cross-flow heat exchanger", Applied Thermal Engineering, 27 (5–6): 877–885 (2007).
  • 14. Marcinichen, J. B., Thome, J. R., and Michel, B., "Cooling of microprocessors with micro-evaporation: A novel two-phase cooling cycle", International Journal Of Refrigeration, 33 (7): 1264–1276 (2010).
  • 15. Jajja, S. A., Ali, W., Ali, H. M., and Ali, A. M., "Water cooled minichannel heat sinks for microprocessor cooling: Effect of fin spacing", Applied Thermal Engineering, 64 (1–2): 76–82 (2014).
El-Cezeri-Cover
  • ISSN: 2148-3736
  • Yayın Aralığı: Yılda 3 Sayı
  • Başlangıç: 2013
  • Yayıncı: Tüm Bilim İnsanları ve Akademisyenler Derneği
Sayıdaki Diğer Makaleler

Alüminyum Elektrotlar Kullanılarak Elektrokoagülasyon Yöntemi ile Sulardan Fosfat Gideriminde pH'ın Etkisi

Şahset İRDEMEZ, Züleyha BİNGÜL, Sinan KUL, Fatma EKMEKYAPAR TORUN, Nuhi DEMİRCİOĞLU

(1E,1'E)-2,2'-tiobis(1-(3-mesitil-3-metilsiklobutil)etan-1-on) dioksim için sentez, Karakterizasyon ve teorik inhibitör çalışması

Pelin KOPARIR, Rebaz OMER, Mustafa KARATEPE, Lana AHMED

Yer İvmesi Altındaki Sönümlü Ana Yapılar için Optimum Üç Elemanlı Ayarlı Kütle Sönümleyici

Onur ARAZ

Mikro İşlemciler için Etilen Soğutmalı Mikro Kanallı Isı Değiştiricinin Tasarımı ve Simülasyonu

Büşra TOM, Erhan KAYABAŞI

Borlanmış Donatının Mikroyapısal Karakterizasyonu ve Korozyon Direnci

Tayfun UYGUNOĞLU, İbrahim GÜNEŞ, Atila Gürhan ÇELİK, Emriye ÇINAR

Siyah Karbon Stabilizasyonlu Zeminin Rijit Kaplama Kalınlığı ve Maliyetine Etkileri

Tacettin GEÇKİL, Talha SARICI, Bahadır KARABAŞ

Sac Malzeme Yüzey Pürüzlülüğünün Fiber-Metal Tabakalı Kompozitlerin Mekanik Özelliklerine Olan Etkisi

Alaattin KAÇAL, Ferhat YILDIRIM, Murat KOYUNBAKAN

Envanter Yönetimi için Düşük Maliyetli UHF RFID Sistemin Tasarımı ve Gerçekleştirilmesi

Dr. Mehmet Cem ÇATALBAŞ, Abdulhamit SEVGİ

Karar vericilere odaklanan yeni bir matematiksel model: Sanal sezgisel bulanık parametreli esnek küme

Orhan DALKILIÇ

Termal Olarak İndirgenen Grafen Oksidin Özelliklerinin İstatistiksel Analizi

Ömer Faruk DİLMAÇ, Barış ŞİMŞEK