شبیه سازی عددی انتقال حرارت و بررسی تاثیر جهت جریان و مقطع در مبدل های حرارتی صفحه-پره ای

در جامعه امروزی قطعات الکترونیکی نقش به سزایی در زندگی روزمره انسان ها ایفا می کنند. این قطعات در اثر کارزیاد دچار گرمای بیش از حد توانشان می شوند که برای افزایش طول عمر، نیازمند روشی برای خنک کاری بهتر آنهاهستیم. یکی از متداول ترین روش های خنک کاری استفاده از صفحات خنک کننده ای به نام هیت سینک می باشد.در صنعت به جهت کاهش هزینه های تولید از هیت سینک هایی با سطح مقطع ساده استفاده می شود؛ این مدل ازخنک کننده ها راندمان خوبی ندارند. در این پژوهش سعی شد تا با شبیهسازی و حل عددی و مقایسه چندین آرایش وهندسه متفاوت، حالتی با راندمان بالا معرفی نماییم. به این منظور در نرم افزار کتیا مدل های دیگری از خنک کننده هابا سطح مقطع های مثلثی، دایره ای و عاج دار در اندازه های مختلف شبیه سازی گردید. سپس با بهره گیری از نرمافزار ANSYS FLUENT تاثیر نوع و اندازه سطح مقطع در افزایش راندمان خنک کنندگی مورد بررسی قرار گرفت.مشاهده گردید که دمای مبنا و مقاومت گرمایی کاهشیافته با جریان در هر سه ترکیب بندی افزایش می یابند. هرچند،دمای مبنا و مقاومت گرمایی یک سینک حرارتی با مقطع آهنی تقریبا ۷۸ / ۳ % و ۱۸ / ۵ % در مقایسه با سینک حرارتیصفحه-پرهای بدون مقطع آهنی در جریان های مختلف کمتر است که سازگاری خوبی باکارهای تحقیقاتی گذشته دارد.همچنین هرچه شعاع دایره بیشتر میشود به دلیل افزایش سطح مقطع تماس و کم شدن فاصله پره ها از یکدیگر شاهدافزایش دما به طور چشمگیری بودیم بنابراین هرچه فاصله بین پره ها کمتر و تعداد پره ها بیشتر، دما کاهش می یابد.

Keywords:

هیت سینک , انتقال حرارت , ansys fluent