MİKRO PİM TİPİ KANATÇIKLI VE MİKRO OYUKLU ISI ALICIDA DOYMUŞ KAYNAMALI AKIŞIN DENEYSEL İNCELENMESİ

Abstract

Mikrokanallarda kaynamalı akış, hava araçlarındaki yüksek kapasiteli elektronik sistemler, bilgisayar işlemcileri ve elektrikli araç bataryaları gibi yüksek yoğunluklu atık ısının açığa çıktığı sistemlerde, sürdürülebilirlik ve güvenli çalışma koşulları için gerekli olan soğutma çözümlerini sunma potansiyeline sahip popüler bir ısıl kontrol tekniğidir. Bu makalede, farklı kütle (136 ve 250 kg m-2 s-1) ve ısı akısı (132 – 272 kW m-2) değerlerinde deiyonize suyun kademeli olarak genişleyen akış kesitine ve yapay kabarcıklaşma oyuklarına sahip mikro pim tipi kanatçıklı ısı alıcıda (modifiye edilmiş ısı alıcı, MIA) doymuş kaynamalı akışı deneysel olarak incelenmiştir. Sonuçlar düz duvarlı paralel mikro kanallı ısı alıcı (konvansiyonel ısı alıcı, KIA) üzerinden karşılaştırmalı olarak sunulmuştur. İş akışkanının giriş sıcaklığı yaklaşık 75ºC’da sabit tutulmuştur. Yüksek hızlı kamera ile akış görüntüleri alınmış (1000 fps) ve fiziksel mekanizma görüntülerle desteklenerek irdelenmiştir. MIA’da, KIA’ya kıyasla, iki fazlı ısı transfer katsayısında %827.2’ye kadar artış sağlanmış ve kaynama kararsızlıkları etkin bir şekilde bastırılabilmiştir. Isı transferindeki iyileşmeye karşı, basınç düşümünde %50.5’e kadar artış olmuştur. Genel karakter olarak, her iki ısı alıcısında da kütle akısının basınç düşümü üzerindeki etkisi görece ihmal edilebilir düzeyde olup, artan kütle akısı ile ısı transfer katsayıları azalmaktadır. MIA’ya ait sonuçlar, KIA’ya kıyasla, kütle akısındaki değişimden görece daha çok etkilenmektedir.