| Περίληψη: | Η διαρκώς αυξανόμενη χρήση των ηλεκτρονικών ισχύος σε πληθώρα τεχνολογικών εφαρμογών αιχμής (διαστημική, τεχνητή νοημοσύνη, ιατρική, μεταφορές, μεγάλοι διαμετακομιστές δεδομένων πληροφορικής και τηλεπικοινωνιών κ.α.) καθιστά ως απολύτως αναγκαία την ανάπτυξη νέων και πιο ισχυρών ηλεκτρονικών διατάξεων με ταυτόχρονη μείωση του μεγέθους τους. Αναπόφευκτα, η αύξηση της απαιτούμενης ισχύος επιτάσσει την ανάπτυξη αποτελεσματικών τεχνικών και μεθόδων απαγωγής μεγάλων ποσών θερμότητας ώστε να διασφαλίζεται η αδιάλειπτη και ευσταθής λειτουργία των ηλεκτρονικών, κάτι που οι συμβατικές μέθοδοι ψύξης αδυνατούν να ικανοποιήσουν. Η ψύξη με ψεκασμό έχει αναδειχθεί ως μια πολλά υποσχόμενη μέθοδος, ικανή να απάγει μεγάλα ποσά θερμότητας ενώ ταυτόχρονα διατηρεί μια ομοιόμορφη θερμοκρασιακή κατανομή στην επιφάνεια του ηλεκτρονικού. Δεδομένης της πολυπλοκότητας του μηχανισμού απαγωγής θερμότητας λόγω του πλήθους των παραμέτρων που επηρεάζουν την αποτελεσματικότητα της μεθόδου, η ανάπτυξη μοντέλων υπολογιστικής ρευστοδυναμικής (CFD), παράλληλα με την απαιτούμενη πειραματική διερεύνηση, είναι απαραίτητη για την καλύτερη κατανόηση και ανάπτυξη της μεθόδου. Στην παρούσα διπλωματική εργασία γίνεται εκτενής ανάλυση των φυσικών μηχανισμών που διέπουν την ψύξη με ψεκασμό, ενώ παράλληλα η βιβλιογραφική ανασκόπηση εστιάζεται στα υπολογιστικά μοντέλα που έχουν αναπτυχθεί για την προσομοίωση της μεθόδου. Στόχος της εργασίας είναι η ανάπτυξη ενός αποτελεσματικού μοντέλου προσομοίωσης της ψύξης με ψεκασμό νερού σε χάλκινη επιφάνεια, κάτω από την οποία εφαρμόζεται σταθερή ροή θερμότητας. Για την ανάπτυξη του μοντέλου προσομοίωσης έγινε χρήση του εμπορικού κώδικα ANSYS Fluent 2021/R2. Τα αποτελέσματα του μοντέλου συγκρίθηκαν και πιστοποιήθηκαν με υπολογιστικά και πειραματικά αποτελέσματα τα οποία είναι διαθέσιμα στην βιβλιογραφία. Τέλος, τα εξαγόμενα αποτελέσματα κατέδειξαν πως η εξαναγκασμένη συναγωγή λόγω της ορμής των σταγονιδίων είναι ο κυρίαρχος μηχανισμός της ψύξης, ενώ οι κατανομές της θερμοκρασίας, της ροής θερμότητας και του πάχους του υγρού φιλμ πάνω στην ψυχόμενη επιφάνεια αξιολογήθηκαν, εξάγοντας έτσι χρήσιμα συμπεράσματα σχετικά με την αποτελεσματικότητα της μεθόδου της ψύξης με ψεκασμό.
|
|---|
