مهندسی و مدیریت انرژی

مهندسی و مدیریت انرژی

بررسی تجربی سیستم مدیریت حرارتی منبع تغذیه با استفاده از مواد تغییر فازدهنده (PCM)

نویسندگان
دانشگاه رازی
چکیده
منبع تغذیه به‌عنوان تأمین‌کنندۀ اصلی انرژی الکتریکی، در بسیاری از دستگاه‌ها و مدارهای الکترونیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این پژوهش، مدیریت حرارتی یک منبع تغذیۀ رایانه با استفاده از مواد تغییر فازدهنده به‌منظور افزایش عمر دستگاه، بهبود عملکرد و و همچنین کاهش مصرف انرژی به‌صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. دو سامانۀ هیت‌سینک در دو نوع صفحه-پره و پین-فین طراحی و ساخته شده است. آزمایش‌ها در محدودۀ شار حرارتی  8/4 – 1/2 و در کسر حجمی ثابت مادۀ تغییر فازدهنده انجام شده است. نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهند که حداکثر کاهش دمای °C 4/10 و °C 6/8 به‌ترتیب در هیت‌سینک‌های پین-فین و صفحه-پره صورت می‌گیرد. همچنین نتایج بیانگر عمکرد بهتر هیت‌سینک نوع صفحه-پره نسبت به نوع پین-فین در روند کاهش دما و هزینه است.
کلیدواژه‌ها

[1] Tong, X. C., Advanced Materials for Thermal Management of Electronic Packaging, 1st ed, United States of America, McGraw-Hill, 2011. [2] حق‌شناس کاشانی، سمیرا، «کاهش مصرف انرژی در ساختمان با استفاده از مواد تغییر فازدهنده»، کنفرانس بین‌المللی سرمایش، گرمایش و تهویۀ مطبوع ایران، سال اول، تهران، 1388. [3] Ruolang, Z., Xin, W., Binjiao, C., Yinping, Z., "Heat Transfer Characteristics of Microencapsulated Phase Change Materials Slurry in Laminar Flow Under Constant Heat Flux", Applied Energy, Vol. 86, No. 12, pp. 2661-2670, Dec. 2009. [4] Xiang, W., Christopher, Y., Arun, M., "A Parametric Study of Phase Change Material (PCM)-Based Heat Sinks", International Journal of Thermal Sciences, Vol. 47, No. 5, pp. 1055-1068, Aug. 2008. [5] Alwadhi, E. M., Amon, C. H., "Thermal Analysis of a PCM Thermal Control Unit for Portable Electronic Devices: Experimental and Numerical Studies", Int Society Conference on Thermal Phenomena, Vol. 26, No. 1, pp. 466-475, Feb. 2002. [6] Alimohammadi, M., Aghli, Y., Alavi, E. S., Sardarabadi, M., Passandideh-Fard, M., "Experimental Investigation of the Effect of Using Nano/Phase Change Material (NPCM) as Coolant Electronic Chipsets Under Free and Forced Convection", Applied Thermal Engineering, Vol. 111, pp. 271-279, Jan. 2017. [7] Arshad, M., Mohammad, A., Ali, M., Manzur, Sh., "Thermal Performance of Phase Change Material (PCM) Based Pin-Finned Heat Sinks for Electronic Devices: Effect of Pin Thickness and PCM Volume Fraction", Applied Thermal Engineering, Vol. 112, pp. 143-155, Feb. 2017. [8] Baby, R., Balaji, C., "Experimental Investigation on Phase Change Material based Finned Heat Sinks for Electronic Equipment Cooling", International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 55, No. 5-6, pp. 1642-1649, Feb. 2012. [9] Baby, R., Balaji, C., "Thermal Performance of a PCM Heat Sink Under Different Heat Loads: An Experimental Study", International Journal of Thermal Sciences, Vol. 79, pp. 240-249, May. 2014. [10] Gharbi, S., Harmand, S., Jabrallah, S., B., "Experimental Comparison Between Configuration of PCM Based Heat Sinks for Cooling Electronic Components", Applied Thermal Engineering, Vol. 87, pp. 454-462, Aug. 2015. [11] Kalbasi, R., Salimpour, M. R., "Constructal Design of Phase Change Material Enclosures Used for Cooling Electronic Devices", Applied Thermal Engineering, Vol. 84, pp. 339-349, Jun. 2015. [12] Kandasami, R., Xiang-Qi, W., Mujumdar., Arun, S., "Application Phase Change Materials in Management of Electronics", Applied Thermal Engineering, Vol. 27, No. 17-18, pp. 2822-2832, Dec. 2007. [13] Mahmoud, S., Tang, A., Al-Dadah, R., Leung-Soo, S., "Experimental Investigation of Inserts Configurations and PCM Type on The Thermal Performance of PCM Based Heat Sinks", Applied Energy, Vol. 112, pp. 1349-1356, Dec. 2013. [14] Ling, Z., Zhang-Zhi, Shi, G., Fang, X., Fang, L., Gao, X., et al., "Review Thermal Management on Thermal Systems Using Phase Change Material for Electronic Components, Li-ion Batteries and Photovoltaic Modules", Renewable and Sustainable Energy Review, Vol. 31, pp. 427-438, Mar. 2014. [15] Sahoo, S. K., Rath, P., Kumar-Das, M., "Numerical Study of Phase Change Material Based Orthotropic Heat Sink for Thermal Management Electronics Components", International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 103, pp. 855-867, Dec. 2016. [16] Baby, R., Balaji, C., "A Neural Network-Based Optimization of Thermal Performance of Phase Change Material Based Finned Heat Sinks-A Experimental Study", Experimental Heat Transfer: A Journal of Energy Generation, Transport, Storage and Conversation, Vol. 26, pp. 431-452, Jan. 2013. [17] Saha, S. K., "Studies on Optimum Distribution of Fins in Heat Sinks Filled with Phase Change Materials", J. Heat Transfer, Vol. 130, No. 3, pp. 1-4, Mar. 2008. [18] Bynum Jr, R, T., Insulation Handbook, 1st ed, United States of America, McGraw-Hill, 2001. [19] Petrie, E, M., Handbook of Adhesive and Sealants, McGraw-Hill, 2000. [20] Venkateshan, S. P., Mechanical Measurements, 2nd ed, United Kingdom, John Wiley & Sons Ltd, 2015.