شبیه سازی عددی عملکرد حرارتی میکروکانال سه لایه با درج میکرو پین-فین

در سالهای اخیر استفاده از میکروکانال به عنوان مبدل حرارتی روند روبه رشدی داشته است. جریان در میکروکانالها، در دو دهه گذشته به طور گسترده مورد بررسی بوده است. این بررسی ها برای خنک سازی موثر و سریعتر دستگاه های الکترونیکی با چگالی قدرت بالابوده است. در زمینه میکروکانال افزایش انتقالحرارت از دو روش اصلاح هندسه و اصلاح خواص سیال کاری انجام میشود. قرار دادن باله های میکروپین در میکروکانالها باعث افزایش و بهینه شدن عملکرد حرارتی میشود که این روش در پژوهش حاضر مد نظر میباشد. همچنین تقسیم سطح مقطع میکروکانال به دو و یا سه بخش نیز روش دیگری برای افزایش میزان انتقال حرارت در میکروکانالها میباشد که در این پژوهش مطالعه شده است. در پژوهش حاضر به شبیه سازی عددی و طراحی یک میکروکانال سه لایه و بررسی عملکرد حرارتی آن به کمک دینامیک سیالات محاسباتی و نرم افزار تجاری انسیس فلوئنت پرداخته شده است.. در ادامه به بررسی اثر عدد بژان، بررسی ابعاد میکروپین و لایه های میکروکانال پرداخته شده است. نتایج به این صورت بود که در عدد بژان ۰.۶× ۱۰۸ حالت سه لایه نسبت به دولایه با %۶ و نسبت به حالت تکلایه %۲۱.۴ بهبود عملکرد حرارتی را داشتیم، که با افزایش عدد بژان عملکرد حرارتی بهینه تر میشود. با کاهش قطر پین ها به دلیل کاهش مساحت سطح انتقال حرارت، حداقل دمای بیشینه افزایش می یابد که بیانگر غیریکنواخت تر شدن توزیع دما در داخل میکروکانال میباشد، وقتی که قطر پین افزایش پیدا کند به این صورت که قطر پین ۰.۳ میلیمتر باشد با %۱۷ کاهش حداقل دمای بیشینه نسبت به حالتی که قطر پین ۰.۲ میلیمتر است باعث توزیع یکنواخت دما و بهبود کارآمدی سیستم خنک کننده میشود.

Keywords:

دینامیک سیالات محاسباتی , نرم افزار فلوئنت , میکروکانال سه لایه , ضریب هدایت گرمایی , عدد بژان.