بهینه سازی و بررسی جریان توربولانس در یک خودخنک کن غیرفعال

بسبب تولید شار حرارتی بالا در قطعات الکترونیکی و وابستگی شدید عمر این قطعات به درجه حرارت، دفع حرارت از این قطعات اهمیت بالایی دارد. در این پژوهش بهینه سازی یک سیستم خودخنک کن غیرفعال جهت خنک کاری قطعات الکترونیکی بررسی شده است بدین صورت که چنانچه در قسمتی از قطعه شار حرارتی شدیدی تولید شود، سیستم بصورت خودکار میزان خنک کاری آن بخش از قطعه را افزایش دهد و از آسیب دیدن قطعه جلوگیری کند. قطعه بررسی شده مستطیلی شکل بوده و کانال هایی موازی برای خنک کاری قطعه درون آن تعبیه شده است. در یکسری از این کانال ها سیال خنک کن جریان دارد و در تعدادی دیگر، سیال ساکن حضور دارد. این کانال ها توسط میکروترموستات های گرمایی به یکدیگر متصل هستند و با بالارفتن شار حرارتی در قسمتی از قطعه، کانال های غیرفعال در همان قسمت از قطعه به کانال فعال تبدیل شده و خنک سازی در قسمت های با شار حرارتی بالا افزایش یافته و درجه حرارت قطعه کاهش می یابد. جریان سیال در این پژوهش دائم و آشفته در نظر گرفته شده است. برای شبیه سازی جریان مغشوش، مدل k−ε در نظر گرفته شده و با فرض شرط ورودی جریان ورودی کاملا توسعه یافته هیدرودینامیکی حل شده است پس از حل عددی هندسه بهینه کانال های فعال و غیرفعال مشخص شده است. استفاده از این سیستم خنک کننده نسبت به حالتی که تمامی کانال ها باز باشند خنک کاری بهتر و بیشتری را در قطعه سبب شده و در حالت حل عددی در جریان آشفته و شار حرارتی ۲۱۲۵۰ وات بر مترمربع، دمای سطح را تا ۵۶ درجه سانتی گراد کاهش می دهد.

کلیدواژه ها:

قطعات الکترونیکی ، خود خنک کننده ، جریان آشفته