T 36

Simulation and estimation of internal bifurcation angles on heat transfer in a microchannel

كارشناسي ارشد

مكانيك گرايش تبديل انرژي

پيام نور رشت

98/04/17

76ص.

درجه ارزشيابي:خوب

سعيد سعيدي

Heat transfer , Fins , Microchannel , Simulation

اسدي،سعيد،راهنما

در چند دهه اخير، با توجه به نياز بشر، توسعه دستگاه هاي الكترونيكي يكپارچه، كوچك سازي و عملكرد بالا، نياز به سيستم هاي ميكروسيالي افزايش يافته است. در اين سيستم‌ها، سيالات در درون كانال‌هاي ميكروني تعبيه شده در تراشه‌هايي از جنس پليمرهاى خاص قرار گرفته و عمليات مورد نظر بر روي آن‌ها انجام مي‌پذيرد. البته با توجه به ابعاد كوچك سيستم هاي ميكروسيالي مشكلاتي همچون حرارت بالا در اين ابعاد بخصوص در تراشه هاي ميكروني بوجود آمده است كه باعث كاهش راندمان آن ها مي گردد. بهمين دليل از ميكروكانال ها جهت انتقال حرارت و خنك كنندگي در اين زمينه استفاده مي شود. البته روش هاي متعددي جهت افزايش انتقال حرارت وجود دارد كه اين روش ها شامل استفاده از سطوح گسترده، نوسان و ارتعاش سطوح يا سيال در حال حرارت، پوشش دهي و پرداخت سطح، استفاده از ميدان الكتريكي، تزريق و مكش و هم چنين افزودن ذرات جامد فلزي به سيالات پايه مي باشد. انتقال حرارت زماني به حالت بهينه نزديك‌ است كه تمركز المان‌هاي حرارتي بر روي ديواره خارجي لوله بيشتر شود و افزايش سطح آن ها توسط سطوحي همانند پره ها و ميكروكانال ها گسترش يابد. در اين تحقيق از نرم افزار تجاري Ansys Fluent 18 استفاده شده است كه سيال آب در دماي 300 كلوين و با سرعت 1/0 متر بر ثانيه وارد ميكروكانال داراي جداكننده با 3 پره داخلي كه به اشكال گوناگون و با زواياي مختلفي در 5 حالت قرار داده شده اند وارد مي¬گردد. سطح بالاي ميكروكانال در دو حالت دمايي ابتدا براي دماي ثابت 330 كلوين و سپس 350 كلوين شبيه¬سازي شده است و بقيه سطوح عايق مي¬باشند. ميكروكانال با سطح مقطع 200 در 200 ميكرومتر و به طول 6 ميليمتر در نظر گرفته شده است و جداكننده اي به طول 4 ميليمتر بوده و در وسط ميكروكانال به فواصل 1 ميليمتر از ورودي و 1 ميليمتر از خروجي قرار داده شده است. براي هر 5 حالت مورد نظر ميزان حرارت و عدد ناسلت در دو مكان 3 و 5/5 ميليمتر از ورودي ميكروكانال محاسبه شده است و به همراه كانتورهاي مربوطه نشان داده شده¬اند. نتايج نشان دهنده اين است كه با در نظر گرفتن جداكننده Y ميزان انتقال حرارت افزايش يافته و با افزايش سرعت سيال در ورودي، دماي سيال در خروجي كاهش مي يابد. وجود پره هاي داخلي در ميكروكانال، موجب افزايش انتقال حرارت مي شوند و با افزايش دما از 330 كلوين به 350 كلوين در 5 حالت، ميزان انتقال حرارت نيز افزايش مي يابد. هرچه زاويه پره بالايي بيشتر شود ميزان عدد ناسلت افزايش يافته بطوريكه در حالت زاويه 45-45-270 بيشترين مقدار عدد ناسلت و در حالت 90-135-135 كمترين مقدار عدد ناسلت را خواهيم داشت.

1401/02/28

منتخبي

66603