Elektronik soğutma ihtiyacı olan profesyonel telsiz cihazının içerisine yerleştirilen ısı borusunun  deneysel incelenmesi
Experimental investigation of heat pipe placed in a professional radio device that needs electronic cooling
Yazar: MURAT ÇAM
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA ZEKİ YILMAZOĞLU
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Isı boruları ile ısı transferi işleminin gerçekleştirilmesi, termal yönetim için en hızlı ve en verimli yöntemlerden biridir. Oldukça iletken bir ısı transfer cihazı olan ısı boruları, elektronik cihazlardan oluşan yüksek ısı yüklerini etkin bir şekilde uzaklaştırabilir. Bu sayede, cihazların aşırı ısınmasını engelleyerek performanslarını artırır ve ömürlerini uzatır. Ayrıca, ısı borularının esnek montaj seçenekleri sayesinde, elektronik cihazların iç yapısına uygun şekilde konumlandırılabilmeleri sağlanır. Bu özellikleriyle ısı boruları, modern elektronik cihazların termal yönetiminde kritik bir rol oynamaktadır. Bu tez çalışmasında, elektronik soğutma ihtiyacı olan profesyonel telsiz cihazının farklı açılardayken ısı borusu performansı deneysel incelenmiştir. Deneyde kullanılan sinterlenmiş ısı borusu, 25 cm uzunluğunda ve 10 mm çapında bakırdan üretilmiştir ve içerisinde iş akışkanı olarak su bulunmaktadır. Sıcaklık ölçümleri için üç adet ısılçift evaporatör ve kondenser bölgelerindeki noktalara yerleştirilmiştir. Rezistanslı ısıtma sistemi, aluminyum plakalar arasına entegre edilmiş ve farklı yüzeyler arasında termal macun kullanılarak etkin bir iletimle ısı transferi sağlanmıştır. Deneyin ana odak noktası, ısılçiftler aracılığıyla ısı borusu üzerinde farklı eğim açılarındaki yüzeylerdesıcaklık dağılımının ve ısı transferi hızının belirlenmesidir. Bu sıcaklık dağılımı ve ısı transferi hızını belirleme, düz zemin ile başlayarak 15°, 30°, 45°, 60° ve 90° eğimli yüzeylerde incelenmiştir. Elde edilen veriler, eğimli yüzeylerdeki ısı transferinin etkinliğini değerlendirmek ve sistem performansını optimize etmek için kullanılmıştır. Deneyin sonuçları, farklı eğim açılarındaki yüzeylerdeki ısı transferinin sistemli bir şekilde anlaşılmasına katkı sağlamaktadır. Bu bilgiler, endüstriyel uygulamalarda termal sistemlerin tasarımını iyileştirmek ve optimize etmek için önemli bir rehberlik sunacağı düşünülmektedir. Ayrıca, boru ile yer arasındaki açının ısı transferi üzerindeki etkileri de incelenmiş ve yerleştirme açısının artmasıyla ısı transfer hızının azaldığı gözlemlenmiştir. Sonuç olarak, deneyler sonucunda ısı borusunun performansının en iyi şekilde yatay konumda çalıştığı ve açı arttıkça performansın azaldığı tespit edilmiştir.

Abstract:
Heat pipes are one of the fastest and most efficient methods for thermal management, involving the transfer of heat using heat pipes. Highly conductive, these devices effectively remove high heat loads from electronic devices, preventing overheating and enhancing their performance and lifespan. Additionally, the flexible mounting options of heat pipes allow them to be positioned according to the internal structure of electronic devices. With these features, heat pipes play a critical role in the thermal management of modern electronic devices. In this thesis study,the performance of a heat pipe in different orientations has been experimentally investigated for a professional radio device requiring electronic cooling. The sintered heat pipe used in the experiment is made of copper, with a length of 25 cm and a diameter of 10 mm, and contains water as the working fluid. Three thermocouples have been strategically placed at points in the evaporator and condenser regions for temperature measurements. Three thermocouples were strategically placed on the surface of the pipe for temperature measurements: one at the starting point, another at a distance of 20 cm, and the third at the end point 25 cm away. A resistance heating system was integrated between aluminum plates, and thermal paste was used between different surfaces to ensure efficient heat transfer. The main focus of the experiment is to determine the temperature distribution and heat transfer rate on surfaces with different inclination angles on the heat pipe by emans of thermocouples. This temperature distribution and heat transfer rate were examined on surfaces with slopes of 0° (flat), 15°, 30°, 45°, 60°, and 90°. The obtained data were used to evaluate the effectiveness of heat transfer on inclined surfaces and to optimize system performance. The results of the experiment contribute to a systematic understanding of heat transfer on surfaces with different slope angles. This information is expected to provide valuable guidance for improving and optimizing thermal systems in industrial applications. Additionally, the effects of the angle between the pipe and the surface were investigated, showing a decrease in heat transfer rate as the placement angle increased. In conclusion, experiments have shown that the heat pipe performs best in the horizontal position and the performance decreases as the angle increases.