بررسی عددی نقش کسرحفره بر عملکرد میکروکانالهای باز

با توجه به گسترش فناوری های مختلف درزمینه های میکرو و نانو و ساخته شدن قطعات مختلف دراین ابعاد، نیازبه خنک کاری این قطعات نیزمورد توجه قرار گرفته است تا این قطعات در بهترین راندمان کاری خود عمل کنند. میکروکانال ها به عنوان چاه های حرارتی در این زمینه مورد توجه قرار گرفته اند و مطالعات زیادی در زمینه طراحی آن صورت گرفته است. روش های زیادی برای افزایش کارایی میکروکانال وجود دارد از جمله استفاده از نانوسیال، کانال با مسیرمارپیچ و استفاده از فین برای افزایش انتقال حرارت نیز از جمله همین روش هاست که عملکرد میکروکانال را افزایش می دهد. از مهمترین دلایلی که میکروکانال را نسبت به دیگر روش های خنک کاری برتری می دهد نسبت سطح به حجم بالای آن است ]۱[. در بین تمامی روش هایی که می توان عملکرد میکروکانال را بهبود بخشید، اصلاحات هندسه میکروکانال بیشتر مورد توجه قرار گرفته است ]۲[. چای و همکاران ]۳[، برروی اضافه کردن حفره روی دیواره میکروکانال و اثرات آن بر روی انتقال حرارت و افت فشار مطالعه کرده اند. آن ها متوجه شدند وجود حفره به دلیل افزایش سطح انتقال حرارت می تواند با افت فشار معقولی انتقال حرارت را افزایش دهد. تئو وهمکاران ]۴[، به بررسی کانال های موج دار پرداخته اند. آن ها به این نتیجه رسیدند که به دلیل جریان ثانویه ای که به خاطر موجی شکل بودن کانال ایجاد می شود، اختلاطی در جریان ایجاد می شود. این اختلاط در سیال، انتقال حرارت را افزایش می دهد. همچنین استفاده از سیال دو فازی می تواند عملکرد انتفال حرارت را بهبود بخشد ]۵[. وانگ و همکاران ]۶[، به مقایسه عملکرد کانال با مقطع مستطیلی و مثلثی و ذوزنقه ای پرداختند. آن ها مشاهده کردند میکروکانال با مقطع مستطیلی عملکرد بهتری دارد. دنگ و همکاران ]۷[، میکروکانال مستطیلی و کانال با مقطع Ω شکل را مورد بررسی قراردادند و متوجه شدند که در حالت Ω شکل عدد ناسلت ۳۹ درصد نسبت به حات مستطیلی افزایش می یابد. در زمینه استفاده از فین در میکروکانال نیز مطالعاتی صورت گرفته است ]۹و۸[. زبری سطوح نیز از عوامل مهمی است که می تواند عملکرد میکروکانال را تحت تاثیر خود قراردهد]۱۱و۱۰[، از دیگر عواملی که می تواند انتقال حرارت را افزایش دهد فین ها هستند که این فین ها می توانند هندسه مختلفی مانند مثلثی، دایروی، مربعی را داشته باشد ]۱۲[. لی و همکاران]۱۳[، به بررسی فین های مایل به منظور تشکیل مجدد لایه مرزی حرارتی و همچنین برای ایجاد اختلاط بهتر پرداختند. مطالعه حاظر به بررسی میکروکانال بازکه فین در مسیر سیال به دو صورت به خط و جابه جا شده قرار داده شده است پرداخته است. همچنین فین ها درسه اندازه مختلف مورد بررسی قرار گرفته اند. از شبیه سازی عددی سه بعدی برای این کاراستفاده شده است.

کلیدواژه ها:

کلمات کلیدی: میکروکانال باز ، فین پین ، کسر حفره