دراسة في تدفق السوائل وانتقال الحرارة للنفاثات الاصطناعية عالية التردد لتبريد الإلكترونيات
| العنوان | دراسة في تدفق السوائل وانتقال الحرارة للنفاثات الاصطناعية عالية التردد لتبريد الإلكترونيات |
|---|---|
| المؤلف | غفاري، أوميدريزا |
| تاريخ النشر: | 2016-04 |
| الموضوع | الهندسة الميكانيكية |
| النوع | وثيقة |
| اللغة | الإنجليزية |
| رقمي | نعم |
| مخطوط | لا |
| المكتبة: | جامعة اوزيجين |
| رقم السجل | 292e0532-cf78-492d-be9a-bafd117a8a47 |
| موقع المكتبة | قسم الهندسة الميكانيكية |
| التاريخ | 2016-04 |
| نص عينة | لقد تناقص حجم الأجهزة الإلكترونية الحديثة لعقود من الزمن، لذلك يجب أن تتحسن كفاءة أنظمة التبريد الخاصة بها باستمرار أيضًا. على وجه الخصوص، يعد الاكتناز أمرًا حيويًا، وهو أمر يمثل تحديًا لأن الإدارة الحرارية النموذجية تستخدم مراوح كبيرة نسبيًا ومشتتات حرارية. للحصول على تبريد سائل أكثر تقدمًا، يلزم وجود سائل تبريد إضافي وهيكل إضافي، مما يبطل التحسن إلى حد ما من خلال نقل الحرارة السائل. ومن الناحية المثالية، ينبغي أن تكون الإدارة الحرارية اقتصادية، ومنخفضة الحجم، ومترجمة على الأجهزة التي تعمل بالطاقة. ولحسن الحظ، فإن بعض التطورات الحديثة في الأجهزة النفاثة الاصطناعية قد توفر حلاً محتملاً. تستخدم الطائرات الاصطناعية بنية متأرجحة بالقرب من الفتحة، مما ينتج عنه تدفق دوري للخارج وتدفق للداخل. عند حساب المتوسط بمرور الوقت، يؤدي ذلك إلى تدفق محوري، والذي يمكن توجيهه نحو جهاز يعمل بالطاقة. على عكس التبريد بالاصطدام التقليدي، يتم توفير النفاث عن طريق سائل محيطي، بدلاً من سائل تبريد إضافي. لقد قمنا بتطوير سلسلة من الأجهزة التجريبية الحرارية والهيكلية والتدفقية من أجل اختبار جهازين نفاثين اصطناعيين متميزين تم تصنيعهما محليًا بالإضافة إلى طائرة بالموجات فوق الصوتية التجارية. تتميز المحركات النفاثة الاصطناعية ذات الفتحات المصنعة داخليًا والمستخدمة في هذه الدراسة بطوبولوجيا مختلفة عن مشغلات الفتحات السابقة، حيث يتم وضع قرصين دائريين معًا. في حين أن عددًا كبيرًا من الأجهزة السابقة وضعت فتحاتها بشكل طبيعي على القرص الكهرضغطي المتذبذب، فإن هذا النهج الجديد وضع الفتحة على طول محيط الزوج المحصور. وبالتالي، كان اتجاه النفاث عموديًا على انحراف القرص الكهرضغطي. أجرينا لاحقًا سلسلة من عمليات محاكاة العقود مقابل الفروقات (CFD) لفحص أداء الطائرة الاصطناعية ذات الفتحات الجديدة المصنوعة داخليًا والتحقق من صحتها من خلال البيانات التجريبية. جنبا إلى جنب مع قياسات الانحراف والأداء الحراري، استخدمنا PIV متوسط الوقت ومقفل الطور لدراسة فيزياء التدفق وتأثيراتها على نقل الحرارة. لقد ركزنا على سلوك النفاثات الاصطناعية عند عدة ترددات، سواء عند ظروف الرنين أو بعيدًا عنها، مما قد يساعد في اختيار ظروف الجهاز ذات الضوضاء الصوتية المنخفضة. بالنسبة للنفاثات الاصطناعية ذات الفتحات، كان تدهور نقل الحرارة للمسافات الصغيرة بين النفاثة والسطح، مثل H/Dh = 2، يرجع إلى انخفاض نمو الدوامات. بالإضافة إلى ذلك، كان هناك إعادة احتجاز للهواء الدافئ بجوار لوحة الاصطدام بواسطة الدوامة مرة أخرى إلى التدفق النفاث، وتم امتصاص بعض السائل الدافئ مرة أخرى إلى الفتحة. في حالة النفاثات ذات الفتحات، يكون نقل الحرارة هو الحد الأقصى لمسافة النفث إلى السطح لمدة 5 ≥ H/Dh ≥ 10، وهو ما يرتبط بالتدفق الذي تهيمن عليه الدوامات المتماسكة التي تنمو إلى القوة الكاملة قبل الانفصال أو الاصطدام بالجدار. في حالة رنين الحجاب الحاجز وما دونه، كان هيكل التدفق متشابهًا في جميع المراحل، مع وجود دوامة واحدة بين الفتحة والجدار. تشير هذه الاستجابة إلى أن هناك تباعدًا حرجًا بين النفاثات والسطح لهذا السلوك، Hcrit = Uo/2f، والذي يجب أن يرتبط بالحالة الحرارية المثالية. من خلال ضبط تردد المشغل على مسافة الجدار، يمكن للدوامات أن تصل إلى الجدار في الطور عند نهاية الشوط الخارجي. عند ضبطها بشكل جيد، يتم التحكم في الاستجابة الحرارية بشكل أساسي بواسطة رقم رينولدز. يوجد أداء تبريد فائق عند رقم Stokes العالي وبنفس رقم ReU0. لم يتم ملاحظة الحد الأقصى لأداء التبريد للطائرة الاصطناعية الدائرية عند مسافة التسخين القريبة من المسافة النفاثة عند التردد الهيكلي للطائرة حيث تحدث السرعة القصوى. ويحدث عند ترددات أكبر من التردد الهيكلي. استنادًا إلى مقارنة الكفاءة (COP)، تتمتع الطائرة النفاثة الاصطناعية ذات الفتحة بأداء تبريد أفضل مقارنة بالطائرة النفاثة الدائرية والمنفاخ الصغير بالموجات فوق الصوتية نظرًا للاختلاف في فيزياء التدفق للنفاثتين، لذا فإن الطائرة النفاثة الاصطناعية ذات الفتحة تعد مرشحًا أفضل لتطبيقات تبريد الإلكترونيات. بالنسبة لمنفاخ الهواء الصغير، يحدث تردد التشغيل المفضل للمشغل الكهرضغطي عند تردد فوق صوتي يبلغ 25 كيلو هرتز، مما يعني أن هذا الجهاز يمكن أن يعمل بضوضاء منخفضة. يُظهر ملف تعريف السرعة المحورية للمنفاخ الصغير سلوكًا مشابهًا لعدد رينولدز العالي للطائرات الحرة المضطربة في المجال البعيد، بما في ذلك ملف تعريف مشابه ذاتيًا. لكن في المجال القريب حدث انحراف كبير مع الطائرات الحرة المضطربة. ويزداد متوسط رقم نسلت بشكل حاد حتى H/D = 10، ثم يظهر زيادة تدريجية حتى H/D = 15. هناك منطقة حد أقصى مسطحة إلى حد ما عند 15 ≥ H/D ≥ 30، يليها اضمحلال تدريجي لـ H/D > 30. يزداد نقل الحرارة أكثر من ثلاث مرات عن طريق تحريك النفاث من H/D = 2 إلى H/D = 10. ويكشف هذا أن أداء النفاث حساس للغاية للتباعد بين النفاث والسطح. يعتبر أداء التبريد النفاث حساسًا للتردد، على الرغم من وجود نطاق عريض قدره 1 كيلو هرتز من الاستجابة الحرارية المماثلة حول الذروة. يبلغ معامل الأداء في أفضل ظروف تشغيل لانتقال الحرارة حوالي 2، وهو أقل من قيمة 14 التي يتم مشاهدتها للطائرة النفاثة الاصطناعية ذات الفتحة. وبالتالي، في حين أن هذا المنفاخ الصغير يمكن أن يقلل الضوضاء بشكل كبير، إلا أنه له تأثير كبير على الأداء. Özellikle, typeik olarak kullanılan büyük boyutlu ısı atacakları ve fanlardan dolayı zorlayıcı olsa da kompaktlık çok önemlidir. Daha ileri sıvı soğutma için sıvı ısı Transferini geliştirebilmek için ek soğutucu sıvı ve yapı gerekmektedir. Ideal olarak, ısıl yönetim tasarımı economik, küçük boyutlu olmalı ve güç cihazlarının üzerinde kumlandırılmalıdır. Bu durumlar göz öz önüne alındığında sentetik jetler uygun bir çözüm oluşturmaktadır. Periyodik jet dış akış ve alıcı (sink) iç akış üreten، sentetik jetler ağız (orifice) yanında salınımlı bir yapı gösterirler. في الوقت نفسه، هناك الكثير من الأشياء الإضافية التي تحتاجها طائرة نفاثة. Jetler çarpmalı soğutmalardanfarklı olarak ortamdaki akışkan ile beslenirler ve ek bir soğutucu akışkana ihtiyaç duymazlar. يمكنك استخدام تقنية الموجات فوق الصوتية لاختبار النفاثة بالموجات فوق الصوتية، والبدء في القيام بذلك، والتخلص من بعض العيوب. في هذه الحالة، تم إنشاء مشغلات فتحات واحدة في طوبولوجية كبيرة، كما تم تثبيت مشغلات الأقراص المضغوطة من خلال فتحات Jetler Kullanıldı. Önceki cihazların büyük çoğunluğunda ğızlar (orifice) sınımlı قرص كهربائي كهرضغطي yüzeyine dik olarak yerleştirilirken، bu yeni yaklaşım ağzı، sıkıştırılan disk çiftinin çevresi boyunca yerleştirir. Bu yüzden, jet yönü قرص كهرضغطية eğilimine (انحراف) diktir. مما يعني أن أداء هذه الفتحة الذكية يزيد من أداء الطائرات ويؤدي إلى تفاقم المشكلة، مما أدى إلى محاكاة هذه اللعبة. يتم تحسين أداء الانعكاسات والأداءات النهائية، حيث يتم نقل البيانات والتحويلات من خلال تقنية الـ PIV، مما يؤدي إلى تحسين الأداء وإتقان تقنية PIV. يتم استخدام مكبرات الصوت الصوتية بشكل متكرر في كل مكان، مما يؤدي إلى تفاقم المشكلة وزيادة استخدام الطائرات النفاثة. العارضة المسطحة المسطحة, H/Dh = 2 مشد دوار (دوار) من اللوح النفاث – يمكنك نقل فتحة القارب المتحرك عبر فتحة اللوح المتحرك. Buna ek olarak, girdabın jet akışına geri dönmesiyle, sıcak hava yeniden charpma levhasının yanına sürüklenir ve sıcak havanın bir kısmı ağzın içine geri emilir. يتم نقل الطائرة ذات الفتحة من duvardan ayrılmadan veya etkileşmeden önce düzenli olarak büyüyen uyumlu girdaplar tarafından، domine edilen akışla ilişkilendirilmiş 5 ≥ H / Dh ≥ 10 aralığında olan jet- yüzey boşluğu için الحد الأقصى من التخفيض. ديافرامين ريزونانت كوسولوندا وألتيندا، أكيس يابيسي توم فازلاردا أينيدير. Ağız ve duvar arasında, yalnızca bir tek girdap vardır. في هذه الأثناء، قم بقراءة النقد باستخدام طائرة نفاث- yüzey aralığı، Hcrit = Uo/2f vardır. Bu da en uygun termal durum ile bağdaştırılmalıdır. Duvar aralığı için aktüatör ayarlanarak, girdaplar outstroke – akışkanın jet dışına itilmesi sonundaki fazda duvara ulaşabilirler. في هذا الوقت من العام، لم يكن هناك أي شك في أن رينولدز يقول إنه قد فعل ذلك. يقول Aynı ReU0 ويخبره ستوكس بأنه يقدم أداءً رائعًا آخر. Yakın ısıtıcı jet mesafelerinde، jetin maximum hıza ulaştığı yapısal frekansta، dairesel Sentetik jetin maximum soğutma Performance gözlemlenmez. Bu durum yapısal frekanstan daha büyük frekanslarda gözlemlenmektedir. Verim katsayısı karşılaştırması baz alınarak; فتحة Sentetik Jet dairesel jet وmicro üfleyici ile karşılaştırıldığında iki jetin de akış fiziğinde Farklılık olmasına rağmen daha iyi soğutma Performancesına sahiptir، bu yüzden stenetik jet electronik soğutma uygulamaları için داها إيي بير أدادير. طائرة ميكروية تعمل بالموجات فوق الصوتية، تعمل بالموجات فوق الصوتية، وهي تعمل بالموجات فوق الصوتية بتردد 25 كيلو هرتز، مما يجعلها آمنة للاستخدام. يقدم ملف تعريف Kendi benzer ميكروسوفت إكسينل هذا الملف الشخصي الذي يعجبك رينولد، وهو ما يشجعك على استخدام طائرة جيتلر بنزير. يجب أن يكون هناك المزيد من الروائح الكريهة من الروائح الكريهة. Ortalama Nusselt sayısı H/D = 10'a kadar hızla artar ve sonra H/D=15'e kadar kademeli bir artış gösterir. 15 ≥ H/D ≥ 30 أقصى قدر من الاستقرار هو الحد الأقصى. H / D > 30'den büyük olan koşullarda is ortalama Nusselt sayısı kademeli olarak azalmaya devam eder. Jetin H/D = 2'den H/D = 10'a hareketiyle ısı Transferi üç katından fazlaya çıkar. Bu durum gösteriyor ki jet Performancesı jet yüzey aralığına yüksek derecede duyarlıdır. En yoğun çalışma koşulunda, 1 khz Geniş Banda sahip Benzer ısıl yanıtın olmasına karşın, jetin soğutma Performance frekansa duyarlıdır. En iyi ı ı ı sı Transferi çalışma koşulunda، فنانو الأداء katsayısı، Slot Sentetik jetlerde görülen 14 değerinden küçük and 2 civarındadır. مما لا شك فيه أن الميكروفونات الدقيقة توفر قدرًا كبيرًا من المرونة، مما يجعل الأداء متاحًا للجميع. |
