Çift Katmanlı Joule-Thomson Mikro Kriyojenik Soğutucu

0

Joule-Thomson soğutucuları¸ kriyojenik soğutucular olarak elektronik devrelerin soğutulması için kompakt bir çözüm sunmaktadırlar. Bu soğutucularda karşı akışlı ısı değiştiricisi (Counter Flow Heat Exchanger-CFHX) elemanı için önemli bir elemanı olup sistem verimliliğini büyük ölçüde etkilemektedir.

Soğutucu sistemlerin tasarımında genellikle ısı transferi ve akış mekanizmaları ayrı olarak ele alınıp bu iki ayrı mekanizma için alınan sonuçlara göre tasarım boyutları belirlenir. Bu çalışmada ısı transferi ve akış sebebiyle olan kayıplar entropi üretimi olarak ele alınarak incelenmiştir. Bu sayede akıştan ve ısı transferinden dolayı oluşan kayıplar birbirlerine ekleyip çıkarabilmek ve karşılaştırabilmek mümkün olmuş ve toplam bir kayıp değerinin görülebilmesi sağlanmıştır.

Ayrıca sistemin toplam kaybı tek bir değer üzerinden farklı durumlar için karşılaştırılabilmiştir. Sistemin artan soğutma kapasitesi ile birlikte en yüksek verimi sağlayan soğutucu boyutları özellikle kanal genişliği artmaktadır. Çalışma kapsamında bu artışa çözüm olarak tek bir çevrim kullanmak yerine biri diğerinin üzerinde bulunan iki çevrime sahip bir tasarım incelenmiştir. Üst üste yerleştirilmiş iki çevrimin etkileri, verimliliği ve optimum boyutları çalışma kapsamında belirlenmiştir.

İki çevrimli tasarımın sonuçları sistem boyutları ve Soğutma Tesir Katsayısı (STK) yönünden ele alınarak tek çevrime sahip durumla karşılaştırılmıştır. Çalışma kapsamında 80 ile 790 mW arasında soğutma gücüne sahip soğutucu için optimum karşı akışlı ısı değiştiricisi boyutları belirlenmiştir.

Makalenin Tamamı

Yorum Yazın

Lütfen yorumunuzu yazınız
Lütfen adınızı giriniz.