ANALYSIS AND OPTIMIZATION OF ACTIVATED CARBON COATED HEAT SINKS

Authors : A. Alperen GÜNAY

Pages : 65-74

Doi:10.47480/isibted.1107445

View : 12 | Download : 8

Publication Date : 2022-04-30

Article Type : Research Paper

Abstract :Nanoteknolojideki son gelişmeler, elektronik cihazların boyutlarının küçülmesine yol açtı ve bu durum randımanlı ısıl yönetim stratejilerinin geliştirilmesini bir zorunluluk haline getirdi. Küçülen bu cihazların ısıl yönetimlerinin geliştirilecek olan verimli pasif cihazlar vasıtasıyla etkili bir şekilde gerçekleştirilebileceği öngörülmektedir. Bu çalışmada, atmosferdeki su buharının sorpsiyon döngüsü kullanılarak yapay bir buharlaşmalı soğutma etkisi oluşturulması amacıyla anotlanmış alüminyum soğutucuların üzerine bir aktif karbon tabakası kaplanmıştır. Aktif karbonun malzeme özellikleri radyasyon ve desorpsiyon ile daha fazla soğutmaya olanak sağlarken, ısı emicilerinin geometrileri yüzey alanının en üst seviyeye çıkarılmasını sağlamaktadır. İdeal soğutucu geometrisini ve optimum aktif karbon kaplama kütlesini belirlemek için sayısal benzetim platformları geliştirilmiş ve kullanılmıştır. Analiz sonuçlarına göre kanatçık çapı ve aralığı küçüldükçe, ve aktif karbon kütlesi çalışılan aralıkta (0-100 mg) arttıkça, elektronik çipin etkili bir şekilde soğutulabildiği görülmektedir. Desorpsiyon, radyasyon ve konveksiyonun etkilerini ayrı ayrı çalışabilmek için belirli girdilerle benzetme algoritmaları tekrar kullanılmıştır. Analizlerimiz, desorpsiyonun sadece erken fazlarda önemli bir rol oynadığını, radyasyon ve konveksiyon temelli soğutmanınsa denge durumundaki toplam ısı transfer katsayısında ortalama %20’lik bir artışa yol açtığını ortaya koymaktadır. Bu çalışma küçük elektronik cihazların pasif yöntemlerle soğutulmalarına yönelik stratejiler geliştirmenin ötesinde, ısıl cihazların zamana bağlı etkili bir şekilde çalışmaları için kütle difüzyonu ve ısıl prosesler arasında bir bağlantı kurmaktadır.
Keywords : Isıl yönetim, Aktif karbon, Pasif cihazlar, Isı emici