การศึกษาผลกระทบของทิศทางการไหลที่ทางเข้าและทางออกของฮีตซิงก์ต่อประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อน

บทคัดย่อ

เนื่องจากในปัจจุบันได้มีการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อย่างต่อเนื่อง ทั้งในด้านความต้องการให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มีประสิทธิภาพที่สูง ขนาดที่เล็ก และมีการระบายความร้อนที่ดี ส่งผลทำให้มีการวิจัยและพัฒนาครีบระบายความร้อนที่อยู่ในฮีตซิงก์กันอย่างกว้างขวาง โดยปัจจัยที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของฮีตซิงก์มีหลากหลายปัจจัย ทั้งรูปทรงต่างๆ ขนาดของครีบระบายความร้อน ระยะช่องว่างระหว่างครีบแต่ละครีบ จำนวน ลักษณะการวางของครีบระบายความร้อน ตำแหน่งการวางของแหล่งกำเนิดความร้อน ชนิดของไหลที่ไหลอยู่ในฮีตซิงก์ และลักษณะการไหลเข้าและออกของฮีตซิงก์ งานวิจัยนี้จะมุ่งเน้นไปที่การจำลองการไหลของสารทำความเย็น รวมทั้งการถ่ายเทความร้อนของครีบระบายความร้อนรูปทรงกระบอกขนาดเล็กในฮีตซิงก์ ด้วยวิธีพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ (CFD) ที่มีผลเนื่องจากทิศทางการไหลเข้าและออกจากฮีตซิงก์ของสารทำความเย็น โดยในการศึกษาจะพิจารณาทิศการไหลรูปทรง V ที่ทำมุมกับแนวระนาบของผิวด้านข้างของฮีตซิงก์ เป็นมุม 0 ถึง 90 องศา การลดลงของความดันคือน้อยกว่า 3000 ปาสคาล ครีบระบายความร้อนทำจากอลูมิเนียม 6061 ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.66 มิลลิเมตร วางแบบเยื้องศูนย์กัน (Stagger) และค่าความพรุนคือ 0.67

จากผลการศึกษาพบว่า หากมีการปรับองศาการทำมุมระหว่างขาเข้าหรือขาออกกับแนวระนาบด้านข้างของฮีตซิงก์มาก จะส่งผลทำให้ฮีตซิงก์มีการระบายความร้อนได้มากขึ้น โดยมุมของขาเข้าและขาออกของสารทำความเย็นที่เหมาะสมที่สุดจะอยู่ในช่วง  75-90 องศา เนื่องจากทำให้เกิดการไหลวนของสารทำความเย็นที่ทางเข้ามาก เป็นผลให้เกิดการกระจายตัวทางความร้อนที่ดีบริเวณฐานของฮีตซิงก์ และส่งผลทำให้เกิดการถ่ายเทความร้อนที่ดีขึ้น