Elektronik bileşenlere uygulanan ısı borulu soğutma sistemlerinin performans ve gürültü etkileşimlerinin deneysel analizi
Experimental analysis of the performance and noise ınteractions of heat pipe cooling systems applied to electronic components
Yazar: Mandev, Emre; Ceylan, Murat; Ceviz, Akif
Dergi: Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Vol. 15 No. 4, 2025
Anahtar kelimeler: Mechanical Engineering (Other) ; Makine Mühendisliği (Diğer) ; Gürültü etkileşimi,Elektronik soğutma,Isı borusu,Performans analizi ; Noise interaction,Electronic cooling,Heat pipe,Performance analysis

Bu çalışma, elektronik bileşenlerin soğutulmasında kullanılan ısı borulu soğutma sistemlerinin ısıl performansını ve gürültü etkileşimlerini deneysel olarak incelemektedir. Deney düzeneğinde, bir ısı borusu ve zorlanmış konveksiyon mekanizması kullanılarak farklı ısı yükleri ve fan hızları altında sıcaklık dağılımı, hava akış karakteristikleri ve akustik etkiler analiz edilmiştir. Sonuçlar, fan hızının artırılmasının ısı borusu boyunca daha etkin bir ısı yayılımı sağladığını, ancak aynı zamanda gürültü seviyelerini de yükselttiğini göstermektedir. Termal görüntüleme analizleri, yüksek fan hızlarının daha homojen sıcaklık dağılımı oluşturduğunu doğrulamaktadır. Düşük fan güç seviyelerinde sıcaklık artışının belirgin olduğu, yüksek fan güç seviyelerinde ise soğutma etkinliğinin arttığı görülmüştür. Bununla birlikte, gürültü ölçümleri, fan hızının artışıyla akustik konforun olumsuz etkilendiğini ortaya koymaktadır. Bu çalışma, elektronik bileşenlerde kullanılan soğutma sistemlerinin hem termal hem de akustik performanslarını optimize etmek için önemli veriler sunmaktadır. Elde edilen bulgular, yüksek verimli ve düşük gürültülü termal yönetim sistemlerinin tasarlanmasına katkı sağlayacak önemli ipuçları içermektedir. Deneysel sonuçlara göre, ısıtıcı gücü 20–40 W arasında değişirken fan güçleri 0.25–1.30 W aralığında değerlendirilmiştir. Maksimum sıcaklık değerleri yaklaşık 85 °C’den 42 °C’ye kadar düşürülmüş, gürültü seviyeleri ise 55–75 dB arasında ölçülmüştür.

This study experimentally investigates the thermal performance and noise interactions of heat pipe cooling systems used in electronic components. In the experimental setup, temperature distribution, air flow characteristics and acoustic effects were analyzed under different heat loads and fan speeds using a heat pipe and forced convection mechanism. The results show that increasing fan speed enhances heat dissipation efficiency but also raises noise levels. Thermal imaging confirms that higher fan speeds lead to a more uniform temperature distribution across the heat pipe. At lower fan speeds, temperature rise is more pronounced, while at higher speeds, cooling efficiency significantly improves. However, noise measurements indicate that increased fan speed negatively impacts acoustic comfort. This study provides essential data for optimizing both the thermal and acoustic performance of cooling systems used in electronic components. The findings offer valuable insights into the design of high-efficiency and low-noise thermal management systems, contributing to the development of more effective cooling strategies for modern electronic devices. In the experiments, the heater power ranged between 20–40 W while fan power varied from 0.25 to 1.30 W. The maximum source temperature was reduced from about 85 °C to 42 °C, and noise levels were measured between 55 and 75 dB.