Maestría en Ingeniería Electrónica

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https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/9025

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Browsing Maestría en Ingeniería Electrónica by browse.metadata.advisor "Amaya Contreras, Iván Mauricio"

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    El criterio de la mínima generación de entropía (mge) para el diseño óptimo de disipadores de calor y su solución mediante algoritmos de optimización global
    (Universidad Industrial de Santander, 2015) Cruz Duarte, Jorge Mario; Correa Cely, Carlos Rodrigo; Amaya Contreras, Iván Mauricio
    En esta tesis se aborda el problema de transferencia de calor inherente a los componentes electrónicos, y debido al calentamiento por efecto Joule. Este problema se agrava con el incremento de la escala de integración y las frecuencias de reloj en los circuitos integrados, siendo entonces la transferencia de calor una de las limitantes de diseño. La solución, aún muy marcada en nuestros días, consiste en el uso de los disipadores para incrementar la velocidad y capacidad de liberar el calor internamente generado. Por ello, este trabajo trata sobre el diseño óptimo de estos elementos calefactores, mediante la minimización de su entropía generada. Para ello, se emplearon métodos de optimización global como Recocido Simulado, Enjambre de Partículas Unificado y La Espiral. En esta investigación se estudiaron diversos escenarios de diseño, relacionados con disipadores de microcanales rectangulares, utilizando distintos materiales de construcción, fluidos de trabajo y condiciones de operación. Se observó, de las simulaciones realizadas, que al utilizar aire húmedo con cualquier material, se mejora en un 2,7% la eficiencia del disipador con respecto al aire seco. Además, esta suposición constituye una aproximación más cercana a la realidad, aunque se deben tener en cuenta los posibles riesgos para el dispositivo electrónico. Por otra parte, se encontró que los disipadores de SiC y AlN presentaron mejores resultados en términos de entropía generada, en un 2,9% y 1,3%, comparados con los de Si y Al, respectivamente. Incluso, éstos pueden mejorarse si se emplea NH3 como fluido de trabajo en lugar del aire seco.