Havalandırmalı bir kanaldaki elektronik elemanın doğal konveksiyonla soğutulmasının sayısal olarak incelenmesi

Bu çalışmada, alt duvarında ısı kaynağı, yan duvarında havalandırma bulunan dikdörtgen oyuk içerisindeki doğal konveksiyon sayısal olarak incelenmiştir. İki boyutlu süreklilik, momentum ve enerji denklemleri sonlu farklar metoduyla çözülmüştür. Dikdörtgen oyuğun üst ve yan duvarları yalıtımlı kabul edilerek sürekli rejimde ısı transferi ve akış özellikleri incelenmiştir. Sayısal sonuçlar akım çizgileri, eş sıcaklık eğrileri, hız profilleri ve Nu sayısının değişimiyle gösterilmiştir. Isı kaynağı boyu, havalandırma boyu ve yeri ile Rayleigh sayısının etkisi araştırılmıştır. Isı kaynağı boyu ile havalandırma boyu ve pozisyonunun akışkan hareketini ve ısı transferini büyük ölçüde etkilediği tespit edilmiştir. Havalandırma boyunun, ısı kaynağı boyunun ve Rayleigh sayısının artmasıyla ısı transferi de artmıştır.

Numerical investigation of electronic component cooling with natural convection in a vented cavity

In this study, natural convection problem in a rectangular cavity with a heat source on lower wall and ventilation on a side wall was investigated numerically. Two-dimensional continuity, momentum and energy equations were solved by the method of finite difference. Heat transfer and fluid flow in steady-state condition were studied by assuming insulated of upper and horizontal walls of cavity. The numerical results were discussed with plots of streamlines, isotherms, velocity profiles and variation of Nusselt number. Length of heat source, length and position of ventilation and Rayleigh number effects were investigated. It was found that length of heat source and length and position of ventilation have significant effect on heat transfer and fluid flow. Heat transfer increased with the increasing of ventilation length, heat source length and Rayleigh number.

PDF

___

1. Varol, Y., Koca, A., “Konveksiyonla ısı transferinde elektronik ekipmanların soğutulması,” 7. Uluslararası Yanma Sempozyumu, Ankara, 282-289, 2002.
2. Jilani, G., Jayaraj, S., Khadar Voli, K., “Numerical analysis of free convective flows in partially open enclosure”, Heat and Mass Transfer, Cilt 38, 261-270, 2002.
3. Bilgen, E., Öztop, H., “Natural convection heat transfer in partially open inclined square cavities”, Int.J. Heat and Mass Transfer, Cilt 48, 1470-1479, 2005.
4. Kasayapanand, N., “Numerical modeling of natural convection in partially open square cavities under electric field”, Int.Com. Heat and Mass Transfer, Cilt 34, 630-643, 2007.
5. Elsayed, M.M., Al-Najem, N.M., El-Refaee, M.M., Noor, A.A., “Numerical study of natural convection in fully open tilted cavities”, Heat Transfer Engineering, Cilt 20 (3), 73-85, 1999.
6. Müftüoğlu, A., Bilgen, E.,“Natural convection in an open square cavity with discrete heaters at their optimized positions”, Int.J. Thermal Science, (Basımda).
7. Cheng, Y.P., Lee, T.S., Low, H.T., “Numerical analysis of mixed convection in three- dimensional rectangular channel with flush- mounted heat sources based on field synergy principle”, Int.J. Numerical Methods in Fluids, Cilt 52, 987-1003, 2006.
8. Icoz, T., Jaluria, Y., “Numerical simulation of boundary conditions and the onset of instability in natural convection due to protruding thermal sources in an open rectangular channel”, Numerical Heat Transfer, Part A, Cilt 48, 831- 847, 2005.
9. Koca, A. Farklı çatı tiplerinde laminar doğal konveksiyonla ısı transferinin sayısal olarak incelenmesi, Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2005.
10. Özışık, M.N., “Finite difference methods in heat transfer”, CRC Press, Florida, A.B.D., 1994.
11. Chan, Y.L., Tien, C.L. , “A Numerical study of two-dimensional natural convection in square open cavities”, Numerical Heat Transfer, Cilt 8, 65-80, 1985.