Preview

Вестник Казахстанско-Британского технического университета

Расширенный поиск

ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЖИДКОСТЕЙ НА КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛОПЕРЕНОС В ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВАХ

https://doi.org/10.55452/1998-6688-2023-20-3-26-37

Аннотация

Влияние соотношения сторон корпуса и различных теплофизических свойств жидкостей на теплопередачу было исследовано в прямоугольном корпусе с массивом микросхем размером 3х3, установленных заподлицо, размещенных на передней вертикальной стенке с постоянной температурой и охлаждаемых противоположной стенкой. Для изучения теплопередачи внутри корпуса было проведено моделирование для четырех соотношений сторон корпуса (A=1.0, 5.0, 7.5, 20.0) и пяти различных сред (воздух, вода, FC-40, FC-72, FC-88). Численные результаты показывают, что самые высокие скорости наблюдаются в воздухе, в то время как низкие скорости были замечены в воде и в трех диэлектрических жидкостях FC-40, FC-72, FC-88. Максимальные скорости воздуха для компонента W получены на высоте Z= 5.5. Замечено, что при уменьшении соотношения сторон корпуса скорость потока жидкости увеличивается. Максимальное число Nu было обнаружено, когда корпус был заполнен диэлектрическими жидкостями FC-72 и FC-88, а минимальное – в воздухе. Чтобы убедиться в том, что выбранные численные методы, компьютерная программа были реализованы корректно, была выполнена тестовая задача. Между результатами обнаружено хорошее соответствие.

Об авторах

А. А. Исахов
Казахстанско-Британский технический университет
Казахстан

Исахов Алибек Абдиашимович, Доктор PhD, профессор Школы прикладной математики

ул. Толе би, 59, 050000, г. Алматы



К. Е. Байбатырова
Казахстанско-Британский технический университет
Казахстан

Байбатырова Камилла Ермековна, Магистрант, Школа прикладной математики

ул. Толе би, 59, 050000, г. Алматы



Список литературы

1. Murshed S.M.S. Electronic Cooling, An Overview, Intechopen, 2016. ISBN-13: 978-953-51-2406-1.

2. Kraus A.D. and Bar-Cohen A. (1983) Thermal Analysis of Control of Electronic Equipment, McGraw-Hill, New York.

3. Chu H.H.S., Churchill S.W. & Patterson C.V.S. (1976) The Effect of Heater Size, Location, Aspect Ratio, and Boundary Conditions on Two-Dimensional, Laminar, Natural Convection in Rectangular Channels. Journal of Heat Transfer, 98(2), pp. 194–201. https://doi.org/10.1115/1.3450518.

4. Chadwick M., Webb B. & Heaton H. (1991) Natural convection from two-dimensional discrete heat sources in a rectangular enclosure. International Journal of Heat and Mass Transfer, 34(7), pp. 1679–1693. https://doi.org/10.1016/00179310(91)90145-5.

5. Refai Ahmed G. & Yovanovich M.M. (1991) Influence of Discrete Heat Source Location on Natural Convection Heat Transfer in a Vertical Square Enclosure. Journal of Electronic Packaging, 113(3), pp. 268–274. https://doi.org/10.1115/1.2905406.

6. Shuja S., Iqbal M.O. & Yilbas B. (2001) Natural convection in a square cavity due to a protruding body Aspect ratio consideration. Heat and Mass Transfer, 37(4-5), pp. 361-369. https://doi.org/10.1007/s002310000167.

7. Büyük Öğüt E. (2009). Natural convection of water-based nanofluids in an inclined enclosure with a heat source. International Journal of Thermal Sciences, 48(11), pp. 2063–2073. https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2009.03.014.

8. Kang B. & Jaluria Y. (1990) Natural convection heat transfer characteristics of a protruding thermal source located on horizontal and vertical surfaces. International Journal of Heat and Mass Transfer, 33(6), pp. 1347–1357. https://doi.org/10.1016/0017-9310(90)90264-u.

9. Fujii M., Gima S., Tomimura T. & Zhang X. (1996) Natural convection to air from an array of vertical parallel plates with discrete and protruding heat sources. International Journal of Heat and Fluid Flow, 17(5), pp. 483–490. https://doi.org/10.1016/0142-727x(96)00051-3.

10. Desai C.P., Vafai K. & Keyhani M. (1995) On the Natural Convection in a Cavity With a Cooled Top Wall and Multiple Protruding Heaters. Journal of Electronic Packaging, 117(1), pp. 34–45. https://doi.org/10.1115/1.2792065.

11. Afrid M. & Zebib A. (1989) Natural convection air cooling of heated components mounted on a vertical wall. Numerical Heat Transfer, Part A: Applications, 15(2), pp. 243–259. https://doi.org/10.1080/10407788908944687.

12. Keyhani M., Chen L. & Pitt D.R. (1991) The Aspect Ratio Effect on Natural Convection in an Enclosure With Protruding Heat Sources. Journal of Heat Transfer, 113(4), pp. 883–891. https://doi.org/10.1115/1.2911217.

13. Chuang S.H., Chiang J.S. & Kuo Y.M. (2003, March) Numerical Simulation of Heat Transfer in a Three-Dimensional Enclosure with Three Chips in Various Position Arrangements. Heat Transfer Engineering, 24(2), pp. 42–59. https://doi.org/10.1080/01457630304076.

14. Wroblewski D. & Joshi Y. (1992) Transient Natural Convection From a Leadless Chip Carrier in a Liquid Filled Enclosure: A Numerical Study. Journal of Electronic Packaging, 114(3), pp. 271–279. https://doi.org/10.1115/1.2905451.

15. Sezai I. & Mohamad A. (2000, July). Natural convection from a discrete heat source on the bottom of a horizontal enclosure. International Journal of Heat and Mass Transfer, 43(13), pp. 2257–2266. https://doi.org/10.1016/s0017-9310(99)00304-x.

16. Liu Y., Phan-Thien N., Kemp R. & Luo X.L. (1997) Three-dimensional coupled conduction-convection problem for three chips mounted on a substrate in an enclosure. Numerical Heat Transfer, Part A: Applications, 32(2), pp. 149–167. https://doi.org/10.1080/10407789708913885.

17. Liu Y., Phan-Thien N. & Kemp R. (1996) Coupled conduction-convection problem for a cylinder in an enclosure. Computational Mechanics, 18(6), pp. 429–443. https://doi.org/10.1007/bf00350251.

18. Liu Y., Phan-Thien N., Kemp R. & Luo X.L. (1997) Coupled conduction-convection problem for an underground rectangular duct containing three insulated cables. Numerical Heat Transfer, Part A: Applications, 31(4), pp. 411–431. https://doi.org/10.1080/10407789708914045.

19. Gavara M. & Kanna P.R. (2014) Three-Dimensional Study of Natural Convection in a Horizontal Channel With Discrete Heaters on One of Its Vertical Walls. Heat Transfer Engineering, 35(14–15), pp. 1235–1245. https://doi.org/10.1080/01457632.2013.876784.

20. Joshi Y., Kelleher M.D., Powell M. & Torres E.I. (1994) Natural Convection Heat Transfer From an Array of Rectangular Protrusions in an Enclosure Filled With Dielectric Liquid. Journal of Electronic Packaging, 116(2), pp. 138–147. https://doi.org/10.1115/1.2905502.

21. Mukutmoni D., Joshi Y.K. & Kelleher M.D. (1995) Computations for a Three-by-Three Array of Protrusions Cooled by Liquid Immersion: Effect of Substrate Thermal Conductivity. Journal of Electronic Packaging, 117(4), pp. 294–300. https://doi.org/10.1115/1.2792108.

22. Tou S., Tso C. & Zhang X. (1999) 3-D numerical analysis of natural convective liquid cooling of a 3×3 heater array in rectangular enclosures. International Journal of Heat and Mass Transfer, 42(17), pp. 3231–3244. https://doi.org/10.1016/s0017-9310(98)00379-2.

23. Tou S. & Zhang X. (2003) Three-dimensional numerical simulation of natural convection in an inclined liquidfilled enclosure with an array of discrete heaters. International Journal of Heat and Mass Transfer, 46(1), pp. 127–138. https://doi.org/10.1016/s0017-9310(02)00253-3.

24. Tso C., Jin L., Tou S. & Zhang X. (2004) Flow pattern evolution in natural convection cooling from an array of discrete heat sources in a rectangular cavity at various orientations. International Journal of Heat and Mass Transfer, 47(19–20), pp. 4061–4073. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2004.05.022.

25. Purusothaman A., Nithyadevi N., Oztop H., Divya V. & Al-Salem, K. (2016) Three dimensional numerical analysis of natural convection cooling with an array of discrete heaters embedded in nanofluid filled enclosure. Advanced Powder Technology, 27(1), pp. 268–280. https://doi.org/10.1016/j.apt.2015.12.012.


Рецензия

Для цитирования:


Исахов А.А., Байбатырова К.Е. ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЖИДКОСТЕЙ НА КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛОПЕРЕНОС В ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВАХ. Вестник Казахстанско-Британского технического университета. 2023;20(3):26-37. https://doi.org/10.55452/1998-6688-2023-20-3-26-37

For citation:


Issakhov А.А., Baibatyrova К.Е. THE EFFECT OF THERMOPHYSIZAL PROPERTIES OF FLUIDS ON CONVECTIVE HEAT TRANSFER IN ELECTRONIC DEVICES. Herald of the Kazakh-British technical university. 2023;20(3):26-37. (In Russ.) https://doi.org/10.55452/1998-6688-2023-20-3-26-37

Просмотров: 291


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1998-6688 (Print)
ISSN 2959-8109 (Online)