مطالعه عددی اثر میکرو کانال و پره بر انتقال حرارت در چاه حرارتی

در پژوهش حاضر به بررسی عددی و سه بعدی جریان سیال آب در دو نوع چاه حرارتی س یلیکونی، به منظور خنک کاری یک تراشه الکترونیکی، پرداخته شده است . چاه حرارتی نوع اول (حالت A) شامل 11 میکرو کانال و 10 پره و چاه حرارتی نوع دوم (حالت B) . فاقد میکرو کانال و پره طراحی شده است. محدوده عدد رینولدز از 400 تا 800 بوده و جریان آرام در نظر گرفته شده است. به منظور اعتبار سنجی تحقیق حاضر مقایسه با مطالعه ای تجربی انجام شده که مقادیر عدد ناسلت محلی بدست آمده از تحقیق حاضر مطابقت خوبی با نتایج تجربی نشان میدهد. نتایج نشان می دهد چاه حرارتی نوع اول بدلیل وجود میکرو کانال و پره دارای عملکرد حرارتی بهتری نسبت به چاه حرارتی نوع دوم، که فاقد میکروکانال و پره است می باشد به طوری که عدد ناسلت متوسط در حالت A بین 152٪ تا ./173 بیشتر و مقاومت حرارتی آن بین 37 تا 42٪ کمتر از حالت B است. به منظور بالا بردن دقت شبیه سازی ها از خواص متغیر با دما برای آب و سیلیکون استفاده شده است؛ نتایج بدست آمده در حالت خواص متغیر برای عدد ناسلت متوسط بین . 3 / 46 تا %5 بیشتر و برای مقاومت حرارتی بین 2 / 83 و 8 / 40 کمتر از حالت خواص ثابت است. در حالت A با افزایش عدد رینولدز عدد ناسلت متوسط پیوسته افزایش و مقاومت حرارتی پیوسته کاهش می یابد. در حالت B، عدد ناسلت متوسط با افزایش عدد رینولدز پیوسته افزایش می یابد اما مقاومت حرارتی با افزایش عدد رینولدز از 400 تا 700 کاهش و با افزایش عدد رینولدز از 700 تا 800 افزایش می یابد.

Keywords:

چاه حرارتی , میکروکانال , پره مقاومت , حرارتی , خنک کاری