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.