Sürtünme Karıştırma Kaynağı ile Üretilen Sıvı Kanallarında Tolerans Açıklığının Isı Transferi ve Akış Karakteristiklerine Etkisinin Sayısal Olarak İncelenmesi

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: AHMET ŞAHİN ŞEN

Danışman: Özgen Açıkgöz

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Elektronik soğutmada, ısı atan elemanların boyutlarının küçülmesi ve birim alan başına düşen ısı yükünün artması nedeniyle, her iki tarafında ısı yükü olan sıvı soğutmalı kompakt soğuk plakaların kullanımı oldukça yaygın hale gelmiştir. Bu nedenle, ısıl performansa ve yapısal bütünlüğe bağlı olarak soğuk plakaların tasarımı önemli hale gelmektedir. Sürtünme Karıştırma Kaynağı (FSW) imalatındaki basitliği ve düşük maliyeti nedeniyle son yıllarda, yüksek basınç altında çalışan sıvı kullanılan soğuk plakaları için sıklıkla tercih edilen bir üretim tekniğidir. FSW ile üretilen soğuk plakada alt ve üst kanatçıklar arasında tolerans boşluğu bırakılmaktadır. Bu çalışmada, 0 mm - 1 mm arası kanatçık açıklığına sahip, 3 mm ve 5 mm kanal yüksekliği olan ve 0,8 mm, 1,2 mm, 1,6 mm kanatçık kalınlığına sahip FSW ile üretilebilecek yapıda toplam 66 adet kanal kesiti modellenmiştir. Bu modeller Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yazılımında 270 ≤ Re ≤ 670 ana giriş aralığında, zorlu şartlarda kullanıma uygun soğutma sıvısı Etilen Glikol-Su (EGW) karışımı için çözdürülerek basınç düşümü, termal direnç ve ısı transferi katsayısı gibi değerler incelenmiştir. Günümüzde FSW ile üretimde çok dikkat edilmeyen bir parametre olan, alt ve üst kanatçıklar arasında bırakılan boşluk toleransının etkileri ve önemi ortaya koyulmuştur. Alt ve üst kanatçıklar arası mesafenin 0,1 mm ve 0,2 mm olması durumunda, basınç düşümü hiç boşluk olmamasından daha yüksek olmuştur. Modellerin %98'i için en düşük termal direnci gösteren açıklık mesafesi 0,4 mm ve 0,5 mm olmuştur. Bu değerin rastgele olarak seçilmemesi gerektiği ve özellikle seri bağlı soğuk plakaların olduğu sistemler için ısı kuyusu tasarımında mutlaka göz önüne alınması gerektiği sonucuna ulaşılmıştır.