Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Experimental investigation of heat transfer and aerodynamic drag of novel heat sinks with lamellar fins

Terekh Aleksandr, Rudenko Aleksandr, Alekseik Yevhenii

Archives of Thermodynamics

|

2024

|

Vol. 45, no 1

53--63

EN

Heat transfer and aerodynamic drag of novel small-sized heat sinks with lamellar fins, designed for electronic cooling, were experimentally investigated under conditions of forced convection in the range of Reynolds numbers 1 250-10 500. It was found that a gradual reduction in the fin spacing from 6 mm to 3 mm with a 29° angle of taper between the outermost fins leads to an increase in the heat transfer intensity by 15-32% with a significant increase in aerodynamic drag compared to the surface with a constant fin spacing of 6 mm. Incomplete cross-section cutting of fins at the relative depth of 0.6 in addition to the gradual reduction in the fin spacing provides aerodynamic drag decrease by 520% and increase of heat transfer intensity by 1820% in comparison with the similar heat sink without fins cutting. Proposed novel designs of heat sinks enabled us to decrease by 7°С–16°С the maximum overheating of the heat sink's base in the flow speed range from 2.5 m/s to 7.5 m/s at constant heat load. To ensure a constant value of maximum overheating of the heat sink base the inlet flow velocity for the surface with constant fin spacing should be 1.6-2 times higher than that for the heat sink with 29° taper angle between outermost fins and partially fins cutting. In this case, the aerodynamic drag for the latter will be higher only by 1.6-2.7 times, which is quite acceptable.

2

Effect of Trenched Hemispherical Pin Fins on Cooling Performance of Heat Sink

Yousfi Aissa, Bellahcene Lahcene, Alqurashi Faris, Sahel Djamel, Teggar Mohamed, Laouer Abdelghani, Arıcı Müslüm, Kchaou Mohamed

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2024

|

Vol. 18, no 3

33--44

EN

Pin fins have the potential to improve the thermal performance of various engineering devices. Modified pin fins could further increase their thermal performance in a passive way at lower cost. This study is aimed to numerically investigate the thermal performance of trenched hemispherical pin fins heat sink (THPFHS) and the influence of parameters including the trench number (N=1, 3 and 5) and thickness (e =1 to 5 mm). The simulations are performed using a CFD software considering turbulent air flow conditions. Results show that the use of aluminum fins fitted with one trench in the middle of the hemispherical pin fin considerably increases the local heat transfer. Furthermore, all studied configurations show high thermal performance factor (HTPF) compared with the conventional CPFHS (cylindrical pin fins heat sink). For this new configuration (THPFHS), Nu increases by 45% while the thermal resistance reduces by 42%, compared to the baseline case. On the other hand, this improved performance results in 50% pressure drop penalty. Moreover, the obtained results show a significant improvement in the performance mainly at high Re.

3

Design of a CPU Heat Sink with Minichannel-Fins & its Thermal Analysis

Arzutuğ Mehmet Emin

Polish Journal of Chemical Technology

|

2023

|

Vol. 25, nr 3

89--100

EN

In this paper, the design and the thermal analysis of a tribled microprocessor cooler combining the advantages of strong swirl flow and minichannel-fins and CuO nanofluid, have been presented. It is thought that the results will contribute to the understanding of the effects of parameters on the cooling flux of the heat sink and the decline at the microprocessor temperature, as Reynolds number in the minichannels and CuO % volume fraction. The results have exhibited that the total performance of the heat sink cooled with the mixture of water–CuO-EG nanofluids increases with the increase of Re number and the %load of nanoparticles in the coolant. It has been determined that the energy withdrawn from the microprocessor was 241 times higher than the energy generated for maximum CuO load and Re number conditions. Besides, the highest temperature decrease has been measured at the maximum CuO load value and maximum Re number.

4

Od procesora przez serwer do CPD. Systemy chłodzenia elementów o wysokiej emisji ciepła

Wesołowski Andrzej

Chłodnictwo i Klimatyzacja

|

2023

|

nr 6

44--50

PL

Centra przetwarzania danych (CPD) stanowią we współczesnym świecie jeden najważniejszych elementów wspierających wszelkiego rodzaju przedsięwzięcia biznesowo-gospodarcze, niezależnie od tego czy chodzi o agencje rządowe, systemy ochrony zdrowia, handel, czy też rozrywkę itp. Ze względu na coraz większe ilości danych i moce obliczeniowe, a tym samym coraz większe zyski ciepła, nieodzownym elementem infrastruktury CPD jest coraz bardziej wydajny system chłodzenia. W minionych latach mieliśmy do czynienia z bardzo dużą dynamizacją zmian technologicznych z całą pewnością będą one zachodziły również w nadchodzącym czasie. Ważne jest jednak, aby najlepsze możliwe technologiczne innowacje znalazły zastosowanie zarówno w nowych projektach CPD, jak też tych już istniejących i modernizowanych.

5

Rozpraszanie ciepła w źródłach światła dedykowanych dla pojazdów wolnobieżnych : zagadnienia wybrane

Wesołowski Marcin, Żagan Wojciech, Hajduk Tomasz

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2022

|

Vol. 63, Nr 2

5--12

PL

Układy rozpraszania ciepła w źródłach światła wyposażonych w LED są niezwykle istotne, zwłaszcza w układach dużych mocy. Parametry elektryczne i świetlne diod elektroluminescencyjnych zależą bowiem od temperatury elementów półprzewodnikowych. W niniejszym artykule analizie poddano konstrukcję radiatora przeznaczonego do eksploatacji w lampie dedykowanej do eksploatacji w pojazdach wolnobieżnych. Określono podstawowe sposoby przekazywania energii cieplnej oraz wykonano obliczenia pozwalające na wybór odpowiedniego układu rozpraszania ciepła. Wykonane badania modeli fizycznych radiatorów klasycznych oraz wyposażonych w rurki cieplne, pozwoliły na wyznaczenie racjonalnej konstrukcji radiatora.

EN

Thermal energy dissipation systems are very important equipment of light sources with LED's, especially characterized by high power values. Electrical and light parameters of light emitted diodes depend strongly on temperature of semiconducting devices. In the paper the design of heat sink for exploitation in low-speed vehicles was analyzed. Basic ways of thermal energy dissipation from light source were described and chosen simulation results were shown to obtain optimal heat dissipation system. Performed tests of physical models f different heat sinks (classic and equipped with the heat pipes) enable to determine rational design of the heat sink.

6

A numerical approach to slip flow of a micropolar fluid above a flat permeable contracting surface

Parthiban R., Palani G., Tinker Seema, Sharma R. P.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2021

|

Vol. 26, no. 2

173--185

EN

A plain linear penetrable contracting sheet with slip over a micro-polar liquid with a stagnation-point flow is analyzed. Through similarity mapping, the mathematical modeling statements are transformed as ODE’s and numerical results are found by shooting techniques. The varying impacts of physical quantities on the momentum, micro-rotation, and temperature were demonstrated through graphs. The computed measures including shear and couple stress with distinct measures of factors involved in this proposed problem are presented through a table.

7

Numerical investigation of heat transfer enhancement in heat sinks using multiple rows vortex generators

Fathi Shayan, Yazdi Mohamad Eftekhari, Adamian Armen

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2020

|

Vol. 58 nr 1

97--108

EN

This study investigates the application of multiple rows vortex generators for heat transfer improvement of heat sinks. At first, five different geometries of heat sinks are investigated. After choosing the optimum heat sink geometry based on the heat transfer performance and pressure drop characteristic, application of multiple rows of vortex generators is investigated for heat transfer improvement. The effect of different parameters including the number of vortex generator rows, distance between them and also their inclination angle on the heat transfer performance of heat sinks are studied as well. Numerical investigations are done based on the finite volume method. The numerical computations have been validated with available experimental data. The results show that the wavy form of geometry of heat sinks has the best heat transfer performance among the considered ones. This geometry showed an 11% increase in the heat transfer rate compared to a conventional plate-fin heat sink. In addition, by using one, two and three rows vortex generators, thermal performance of heat sink has been improved by 10, 14 and 16%, respectively.

8

Numerical study of the thermal and hydraulic performances of heat sink made of wavy fins

Bouchenafa R., Mohammed Hussein A., Saim R.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2019

|

Vol. 23, nr 1

150--161

EN

The aim of this paper is to numerically investigate the thermal and hydraulic performances of the two heat sinks made ofwavy fins (WFHS). The governing equations fitted with boundary conditions were solved using the finite volume method, and the SIMPLE algorithm for the coupling velocity-pressure. The two-equation model k-ϵ was used to describe the turbulence phenomenon. The effects of wave numbers and the amplitude of wavy fins heat sink on the thermal and flow fields are studied and compared with the plate fin heat sink (PFHS). The results show that the use of wavy fins improves significantly the heat transfer rate, accompanied by a pressure drop penalty.

9

Zwiększanie wydajności mikroprocesorów z wykorzystaniem informacji o otoczeniu

Marzec P., Kos A., Fluder P.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2017

|

R. 93, nr 8

39--42

PL

W artykule autorzy przedstawiają system służący do praktycznej realizacji modelu kontroli temperatury układu scalonego uwzględniającego zmienne warunki otoczenia. Proponowany model umożliwia poprawę wydajności obliczeniowej układu scalonego, przy zachowanej stałej temperaturze pracy układu. Przedstawiona została fizyczna realizacja regulatora ΔT oraz wyniki działania systemu w odniesieniu do standardowego rozwiązania.

EN

In the article authors present a system for the practical implementation of the model of temperature control system, which takes into account the changing ambient conditions. The proposed solution improves performance of computing and maintains a constant operating temperature of the integrated circuit (microprocessor). The paper presents a physical realization of the Δt control system and the computation performance of the system in relation to the standard solution.

10

Temperature distribution on a quad-core microprocessor and quad-core microprocessor / heat sink structure

Gierczak M., Stojek K., Dziedzic A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2017

|

R. 93, nr 2

210--213

EN

In this paper temperature distribution in a heat-sink was analyzed. Laboratory models of quad-core microprocessors (source of heat) were designed and fabricated. They were realized as four properly connected and supplied thick-film resistors, screen-printed on alumina substrate. Temperature distribution was monitored using thermovision camera.

PL

W niniejszym opracowaniu przeprowadzono analizę rozpływu ciepła na radiatorze. Zaprojektowano i wykonano w tym celu laboratoryjny model procesora czterordzeniowego (źródło ciepła). Został on zrealizowany w postaci czterech odpowiednio połączonych rezystorów grubowarstwowych naniesionych techniką sitodruku na podłoża alundowe. Rozkład temperatury był monitorowany za pomocą kamery termowizyjnej.

11

Zastosowanie pompy ciepła typu powietrze/woda do ogrzewania pojemnościowego wody i chłodzenia powietrza

Pater S., Ciesielczyk W.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2017

|

Nr 3

98--99

PL

Badano zastosowanie pompy ciepła typu powietrze/woda do ogrzewania wody w zasobniku o pojemności 160 l i jednoczesnego chłodzenia powietrza wewnątrz pomieszczenia laboratoryjnego Wydziału Inżynierii i Technologii Chemicznej Politechniki Krakowskiej. Omówiono wpływ takich parametrów jak temperatura powietrza, temperatura wody w zasobniku, przerwy w pracy pompy ciepła oraz częstotliwość pracy sprężarki na uzyskiwany współczynnik efektywność pracy pompy ciepła (COP). Średnia wartość współczynniki! COP w seriach pomiarowych zawierała się w przedziale od 2,1 do 2,7.

EN

The paper presents the usage of air-to-water heat pump for heating domestic hot water (DHW) in a 160 l storage tank and simultaneous cooling of air inside a laboratory room of the Department of Chemical Engineering and Technology of the Cracow University o f Technology. An influence of such parameters as air temperature, storage tank temperature, heat pump interruptions and compressor operating frequency on the achieved coefficient of performance (COP) of the heat pump is discussed. The average values of COP in the measurement series ranged from 2.1 to 2.7.

12

Comparison of different cooling systems using compact model

Samake A., Kos A.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Elektrotechnika

|

2015

|

z. 34 [292], nr 4

47--58

EN

Due to the strong influence of temperature rising on integrated circuits performance and reliability, an adequate thermal analysis of their cooling systems is required during chip packaging in order to prevent the thermal catastrophe. In this paper, we propose an approach based on RC compact model, which enables in one hand an approximation of dynamic thermal behaviour and in other hand the accurate temperature computation at any measurement point of parallel plate fin heat sink with U-shape channels. Farther more, we present the impacts of convection coefficient on heat sink surface temperature using a simplified approach, which enables the temperature computation by using the RC thermal compact model. Due to the convection coefficient change of surrounding environment, the surfaces and mass of parallel plate fin heat sink with U-shape channels were reduced while enhancing heat transfer capability.

PL

Silny wpływ temperatury na własności układów scalonych wymaga analizy termicznej podczas projektowania konstrukcji modułu scalonego aby zapobiec uszkodzeniom tych układów. W artykule autorzy proponują podejście oparte na kompaktowym modelu RC, które prowadzi do oceny własności dynamicznych oraz wystarczająco dokładnej analizy termicznej w każdym punkcie pomiarowym radiatora z równoległymi płytkami chłodzącymi.

13

Malowanie radiatorów przy użyciu metody KTL jako nowoczesnego zabezpieczenia antykorozyjnego stanowiącego alternatywę dla cynkowania ogniowego

Milanowski M.

Wiadomości Elektrotechniczne

|

2015

|

R. 83, nr 2

26--34

PL

Omówiono proces zabezpieczenia antykorozyjnego radiatorów transformatorów energetycznych za pomocą malowania z wykorzystaniem metody KTL.

EN

The paper discusses a process of anticorrosion protection of heatsinks of power transformers using KTL method painting.

14

Zastosowanie wyciskania śrubowego w produkcji radiatorów

Bulzak T., Pater Z., Tomczak J.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2014

|

R. 59, nr 5

233--239

PL

W artykule przeprowadzono analizę procesu wyciskania śrubowego pod kątem możliwości zastosowania tej technologii w produkcji radiatorów śrubowych. Na wstępie krótko scharakteryzowano metody wytwarzania radiatorów oraz sposoby zwiększania efektywności ich pracy. Proces wyciskania radiatorów śrubowych zamodelowano numerycznie przy użyciu metody elementów skończonych. Obliczenia przeprowadzono dla wyciskania radiatora pełnego z rdzeniem przy użyciu trzech typów matryc śrubowych. Przeprowadzono także symulacje numeryczne wyciskania radiatora śrubowego drążonego z wykorzystaniem matrycy płaskiej. W celu porównania charakterystyk siłowych zamodelowano również wyciskanie radiatora prostego z żebrami zakrzywionymi w matrycy płaskiej. Na podstawie przeprowadzonych symulacji numerycznych wyznaczono rozkłady: intensywności odkształcenia, pola prędkości płynięcia materiału oraz kryterium pękania.

EN

The paper offers an analysis of the helical extrusion process with regard to the possibility of applying this technology to the production of helical heat sinks. The paper begins with a brief overview of manufacturing methods for heat sinks and ways of enhancing their effectiveness. The extrusion process for helical heat sinks is then numerically modeled using the finite element method. The simulations are performed for the extrusion of a solid sink with a core using three types of helical dies. Also, a hollow heat sink is extruded in modeled. In order to compare the forces, the extrusion process is modeled for a heat sink with fins curved in a flat die. Based on the numerical simulations results, the following are determined: effective strain, metal flow rate areas, and damage criterion.

15

A New Method for Producing Finned Heat Sinks for Electronic Applications

Dziubińska A., Gontarz A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2014

|

R. 90, nr 4

74--77

EN

The paper presents new methods for forming heat sinks by forging. In the first part of the paper, an overview of methods for producing heat sinks is given, and the most common industrial applications of heat sinks are presented. The paper then examines the problem of producing such products by forging with the use of a three-slide forging press. The paper also presents the assumptions underlying the method for producing heat sinks which was developed at Lublin University of Technology and claimed under Patent Application No. P. 404274 of June 10, 2013.

PL

W opracowaniu przedstawiono nowe możliwości kształtowania radiatorów metodą kucia. W pierwszej części opracowania przeprowadzono przegląd metod wytwarzania radiatorów oraz podano ich najczęstsze zastosowanie w przemyśle. W dalszej części przedstawiono analizę stanu zagadnienia w zakresie możliwości kucia tego typu wyrobów przy wykorzystaniu trójsuwakowej prasy kuźniczej. W niniejszym artykule przedstawiono założenia metody wytwarzania radiatorów opracowanej w Politechniki Lubelskiej zawartej w zgłoszeniu patentowym nr P. 404274 z dnia 10.06.2013 r.

16

Effects of thermal diffusion and viscous dissipation on unsteady MHD free convection flow past a vertical porous plate under oscillatory suction velocity with heat sink

Prabhakar Reddy B.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2014

|

Vol. 19, no. 2

303--320

EN

The thermal diffusion and viscous dissipation effects on an unsteady MHD free convection heat and mass transfer flow of an incompressible, electrically conducting, fluid past an infinite vertical porous plate embedded in a porous medium of time dependent permeability under oscillatory suction velocity in the presence of a heat absorbing sink have been studied. It is considered that the influence of a uniform magnetic field acts normal to the flow and the permeability of the porous medium fluctuates with time. The dimensionless governing equations for this investigation have been solved numerically by using the efficient Galerkin finite element method. The numerical results obtained have been presented through graphs and tables for the thermal Grashof number (Gr > 0) corresponding to the cooling of the porous plate and (Gr < 0) corresponding to heating of the porous plate to observe the effects of various material parameters encountered in the problem under investigation. Numerical data for skin-friction, Nusselt and Sherwood numbers are tabulated and then discussed.

17

Optimization of pin fin heat sink by application of CFD simulations and DOE methodology with neural network approximation

Kasza K., Malinowski Ł., Królikowski I.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2013

|

Vol. 18, no. 2

365--381

EN

A design optimization of a staggered pin fin heat sink made of a thermally conductive polymer is presented. The influence of several design parameters like the pin fin height, the diameter, or the number of pins on thermal efficiency of the natural convection heat sink is studied. A limited number of representative heat sink designs were selected by application of the design of experiments (DOE) methodology and their thermal efficiency was evaluated by application of the antecedently validated and verified numerical model. The obtained results were utilized for the development of a response surface and a typical polynomial model was replaced with a neural network approximation. The particle swarm optimization (PSO) algorithm was applied for the neural network training providing very accurate characterization of the heat sink type under consideration. The quasi-complete search of defined solution domain was then performed and the different heat sink designs were compared by means of thermal performance metrics, i.e., array, space claim and mass based heat transfer coefficients. The computational fluid dynamics (CFD) calculations were repeated for the most effective heat sink designs.

18

Obliczenia cieplne urządzeń elektronicznych

Maj G.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 7

111-116

PL

W artykule przedstawiono dwie metody przeprowadzania analiz cieplnych urządzeń elektronicznych. Pierwsza uproszczona polegająca na oszacowaniu wymaganej wartości rezystancji termicznej radiatora i doboru gotowego o pożądanych właściwościach termicznych. Druga umożliwia to szacowanie właściwości termicznych dowolnych radiatorów, także projektowanych osobiście. W zależności, z jakimi projektowanymi urządzeniami mamy do czynienia możemy dobierać do niego gotowe rynkowe radiatory na podstawie pierwszej przedstawionej metody. Gdy mamy do czynienia z urządzeniami, do których z pewnych względów utrudniony jest dobór gotowych radiatorów, możemy dokonać obliczeń zgodnie z drugą metodą. W przypadku, gdy dodatkowo w obliczeniach należy uwzględnić spadek temperatury wraz z oddalaniem się od źródła ciepła obliczenia stają się ciężkie do wykonania. W spółce Bumar Elektronika poradzono sobie z tym tworząc aplikację do dokonywania analiz cieplnych urządzeń elektronicznych, która w szybki sposób pozwala na dokonywanie analiz cieplnych przeprowadzanych często jeszcze podczas koncepcyjnych prac nad urządzeniem. Podstawa tej aplikacji opiera się na zależnościach przedstawionych w tym artykule.

EN

This paper presents two methods of thermal analyses for electronic devices. The first simplified method relies on estimating the required thermal resistance values of heat sink and the final selection of the desired thermal properties. The second method allows to estimate the thermal properties of any heat sink, also designed personally. Depending on what kind of projected equipment we deal with, we can choose ready-made heat sinks on the basis of the first described method. In case of we deal with devices, which in some respects have difficult selection of ready-made heat sink, we can make a calculation in accordance with the second method. If we have to include in calculations the temperature decrease and the distance from the heat source calculations are difficult to perform. The Bumar Electronics Company solved this problem by creating an application to perform thermal analysis for electronic devices that quickly allows you to make thermal analyses often during the conceptual work over the device. The basis for this application is based on the relationships presented in this paper.

19

The analyze of gutting force and heat sink changes when turning of C45 steel in MQCL conditions on the base of computer modeling

Feldshtein E., Maruda R.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2010

|

Vol. 15, no 4

1037-1045

EN

In the paper the influence of Minimal Quantity Cooling Lubricant (MQCL) method on cutting forces and heat sink are described when turning steel C45. Computer modeling was used to calculated tool face perpendicular force and the tool face tangential force also as heat flow powers transient to the chip, workpiece and cutter. The using of compressed air decreases tool face tangential force values 15-45%, and MQCL decreases this force values 1.25-2.5 times in comparison with dry cutting. Tool face perpendicular force changes are less and equal agreeably 5-10% or 10-25% in comparison with dry cutting. Changes of heat flow powers transient to the chip, workpiece and cutter are shown. The using of MQCL method decreases heat flow to the chip 15-40% in comparison with dry turning and max 20% in comparison with compressed air turning. Changes of heat flows to workpiece and cutter are less significantly.

20

Określenie głębokości osadzania żeber radiatora za pomocą symulacji numerycznej

Jezierski J., Kowalik M., Trzepieciński T.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2009

|

z. 77 [269]

19-25

PL

W pracy zaprezentowano wyniki badań doświadczalnych oraz symulacji numerycznej procesu osadzania żebra radiatora. Do symulacji numerycznej użyto pakietu Msc MARC/Mentat 2005. Porównano zastosowaną technologię osadzania żeber w płycie radiatora poprzez wgłębianie stempli na krawędziach frezowanego kanału z wynikami symulacji numerycznej. Miarą jakości złącza jest powierzchnia przylegania żebra w złączu z powierzchnią rowka w płycie radiatora. W celu sprawdzenia tego parametru przecięto radiator i wykonano zgłady do zdjęć metalograficznych.

EN

In this paper the results of experimental researches and numerical simulation of the heat sink fin fixed were presented. The Msc MARC/Mentat 2005 package was used to numerical simulation. The aim of the article is to compare application mount technology of fins in heat sink plate with the results of numerical simulation. The measure of the joint qualities is the adherent surface of the fin in joint with the groove surface in heat sink plate. To verify this parameter the heat sink was cross-cutted and the metallographic specimen were performed.