Effective Cooling of Circuit Elements at High Temperature in Military Equipment

Autor: DEMİRCAN, Tolga, ÖZDEMİR, Erdem
Jazyk: turečtina
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Volume: 18, Issue: 1 27-54
Savunma Bilimleri Dergisi
ISSN: 1303-6831
2148-1776
Popis: Birçok askerî sistem ve silahlar elektronik ekipmanlariçermektedir. Bu ekipmanlar çalışmaları sırasında yüksek sıcaklıklaraçıkabilmektedir. Bu durum, eğer bu ekipmanlar güvenli çalışma sıcaklıklarınasoğutulmaz ise, içerdikleri elektronik devre elemanlarının yanmasına ve tüm askerîsistemin çalışamamasına sebep olabilmektedir. Bundan dolayı, bu çalışmada askerîbir sistemin içerdiği elektronik devre elemanlarının daha etkin bir şekildesoğutulması ele alınmıştır. Bu amaçla, devre elemanlarını temsil eden bir blokşeklinde cismin, askerî sistemlerin ana kartlarının bulunduğu hacmi temsil edenbir kanal hacmi içerisine yerleştirildiği düşünülmüştür. Yüksek sıcaklıklaraçıkan bu bloğun, çapraz ve jet akışın birlikte kullanımı ile etkin olaraksoğutulduğu varsayılmıştır. Bu amaçla, kanal girişinde sabit hızda bir havagirişi yapılarak, çapraz akış şartları sağlanmıştır. Kanal üst yüzeyindebulunan bir delikten ise, yine sabit hızda hava girişi yapılmak suretiyleçarpan jet akış koşulları sağlanmıştır. Analizler, çapraz akışın hava girişkoşulları baz alınarak hesaplanan Reynolds sayısının 500, 1000, 1500 ve 2000değerleri için laminer olarak yapılmıştır. Bu Reynolds sayılarında, jet girişhava hızının, çapraz akış giriş hava hızına oranı (Vj/Uk) değiştirilereksimülasyonlar tekrarlanmıştır. Sonuç olarak, Reynolds sayısının artışı ile blokyüzeyinden gerçekleşen ısı transferinin arttığı belirlenmiştir. Vj/Ukoranının artması ile ise ikincil jet akışın genel akış yapısı üzerindeki etkisiartmaktadır. Vj/Ukoranı arttıkça, akışkan blok yüzeylerine doğru baskılanmakta ve blokyüzeylerinde oluşan hız ve ısıl sınır tabakalarının bozulmasına sebepolmaktadır. Bundan dolayı, Vj/Uk oranının artması ileblok yüzeylerinden gerçekleşen ısı transferinin arttığı gözlemlenmiştir.
Today, rapid development in technology alsoaccelerates development in all sectors. Military field is also adopting andapplying these technological developments. In addition to these technologicaldevelopments, increased competition in military field between countries causessystem developed for military purposes to advance and become more complex.Various military systems and weapons contain electronic equipment. Thisequipment can reach high temperatures during operation. In this case, if thisequipment is not cooled to a secure operating temperature, electronic circuitelements in this equipment may burn, and this situation disables operation inall military system. In case of an emergency, to disable military system, theseheated circuit elements should be cooled in a fast and effective way and alsothese elements should be kept in safe operating temperatures. Therefore, inthis study, effective cooling for electronic circuit elements inside a militarysystem is analysed. A block shaped object that represents circuit elementsinserted inside a channel volume that represents the volume of the motherboardof a military system is considered. It is assumed that this block with hightemperatures is effectively cooled with cross-flow and jet flow together. For thispurpose, air input to channel input is supplied with constant velocity andcross-flow conditions are met. By providing air input with constant velocityfrom a hole on the upper surface of the channel, impinging jet flow conditionsmet. Analysis are conducted for calculated Reynolds number 500, 1000, 1500, and2000 values based on cross-flow air input conditions in laminar way. For theseReynolds numbers, ratio of jet input air velocity to cross-flow air velocity (Vj/Uk)rechanged and simulations are repeated for each value. As a result, it isdetermined that with increased Reynolds number and Vj/Ukvalue, heat transfer on block surface increased as well.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: