Piezoelektrik fanlarda soğutma parametrelerinin incelenmesi
Investigation of cooling parameters in piezoelectric fans
Yazar: TALHA KILIÇ
Danışman: DOÇ. DR. FARUK YEŞİLDAL
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Amaç: Bu çalışmada, piezoelektrik fanların soğutma parametrelerinin incelenmesi ve optimizasyonunu içermektedir. Akıllı yeniliklerle termal yönetim sistemlerinin dünya çapındaki enerji tüketimini önemli ölçüde azaltmak için büyük bir potansiyeli vardır. Alternatif hava hareketi teknolojisine olan talep, son on yılda piezoelektrik fanlarla ilgili yayınlanmış literatürde bir artışa yol açmış ve aynı dönemde hesaplamalı ve sayısal modellemedeki önemli gelişmeler, araştırmacıların alanı daha önce mümkün olandan çok daha ayrıntılı olarak anlamalarını sağlamıştır. Bu çalışmanın amacı, ısı transferini artırma beklentisiyle çoklu piezoelektrik fan geometrik parametrelerinin alüminyum panel soğutmasında etkilerini incelemektir.
Yöntem: Piezoelektrik fanların soğutma deney düzeneğinin kurulması, parametrelerinin incelenmesi ve optimizasyonu çalışmamızın temelini oluşturmaktadır. İki aşamalı çalışmanın ilk aşamasında alüminyum levha soğutulmasında parametreler ve seviyeleri belirlenmiştir. Parametreler genlik, konum ve süre olarak belirlenmiştir.  Sabit yüzey sıcaklığı sınır şartında (40 °C ve 45 °C) Cevap yüzey yöntemi (Response surface methodology) ile deneyler yapılmıştır. Hedef fonksiyon olarak Nusselt sayısı seçilmiştir. Buna göre parameterelerin optimum değerleri belirlenmiştir.
Bulgular: Bu çalışmada yüzey sıcaklığı, fan konumu, süre ve genlik parametrelerinin ısı transferine etkisi incelenmiştir. Hedef fonksiyon (response variable) olarak Nusselt sayısı belirlenmiştir. Parametrelerin optimum değerleri Yanıt Yüzey Yöntemi ile elde edilmiştir.
Sonuç: Bu parametrik çalışmada alüminyum plaka üzerinde çoklu piezoelektrik fan soğutmasına operasyonel parametrelerin etkisi incelenmiş ve parametrelerin optimum değerleri elde edilmiştir.

Abstract:
Purpose: This study includes the examination and optimization of the cooling parameters of piezoelectric fans. With smart innovations, thermal management systems have great potential to significantly reduce energy consumption worldwide. The demand for alternative air movement technology has led to an increase in published literature on piezoelectric fans over the last decade, and significant advances in computational and numerical modeling over the same period have enabled researchers to understand the field in much more detail than was previously possible. The purpose of this study is to examine the effects of multiple piezoelectric fan geometric parameters on aluminum panel cooling with the expectation of increasing heat transfer.
Method: Establishing the cooling experimental setup of piezoelectric fans, examining and optimizing its parameters constitute the basis of our study. In the first stage of the two-stage study, parameters and levels in aluminum plate cooling were determined. The parameters were determined as amplitude, position and duration. Experiments were carried out with the Response surface methodology under constant surface temperature boundary conditions (40 °C and 45 °C). Nusselt number was chosen as the target function. Accordingly, the optimum values of the parameters were determined.
Findings: In this study, the effects of surface temperature, fan position, duration and amplitude parameters on heat transfer were examined. Nusselt number was determined as the target function (response variable). Optimum values of the parameters were obtained by the Response Surface Method.
Results: In this parametric study, the effect of operational parameters on multiple piezoelectric fan cooling on an aluminum plate was examined and the optimum values of the parameters were obtained.