مدیریت حرارتی سامانۀ خنک‌کاری بردهای الکترونیکی با استفاده از الگوهای مختلف جریان و به‌کارگیری نانوسیال

Abstract

سامانه‌های خنک‌کاری با مایع در صنایع مختلف نقش بسیار مهمی را ایفا می‌کنند. اکثر بردهای الکتریکی و الکترونیکی که توان منابع تغذیۀ آن‌ها از مقدار مشخصی بیشتر است و به عبارتی حرارت زیادی را تولید می‌کنند، به‌جای سامانۀ خنک‌کاری با هوا از سامانه‌های خنک‌کاری با آب بهره می‌برند. در کار حاضر به‌منظور بهبود خنک‌کاری و کاهش دمای بردها، تحلیل عددی تک‌فاز یک سامانۀ خنک‌کاری با مایع به کمک انواع نانوسیالات و الگوهای مختلف جریان با روش عددی حجم محدود با استفاده از نرم‌افزار فلوئنت انجام شده است. علاوه‌بر این‌ها افت فشار جریان سیال خنک‌کننده نیز به‌عنوان یک پارامتر مهم مورد تحلیل قرار گرفته است. در ابتدا با کمک الگوهای جریانی شامل تغییر در تعداد انشعاب‌ها از سه به پنج انشعاب، پهنای مجرای عبوری در نواحی زیرین قطعات الکترونیکی از 10 به 12 میلی‌متر، نزدیک کردن کانال‌های آب با اضافه کردن تعداد مجاری سیال و همچنین با تغییر پهنای پخش‌کنندۀ سیال و بعد از آن با استفاده از نانوسیال‌های آب-اکسید آلومینیوم و آب-اکسید مس برای کسر حجمی‌های 1%، 3% و 5% تلاش شده است دمای سطح تماس منابع تغذیۀ توان، تا حد ممکن کاهش یابد. براساس نتایج، مشاهده شده است که با تغییر الگوی جریان و تعدد انشعابات، دمای حداکثر سطح تماس منابع تغذیه تا حدود 5/2 درجۀ سلسیوس کاهش پیدا می‌کند، درحالی‌که با تغییر سیال از آب به نانوسیال حدود ۵/۰ درجۀ سانتی‌گراد دما کاهش پیدا خواهد کرد.