شبیه‌سازی عددی اثر میدان مغناطیسی بر عملکرد حرارتی، ترموهیدرولیکی و تولید انتروپی در چاه‌گرمایی میکروکانالی سیلیکونی تحت شار حرارتی یکنواخت

نویسندگان

1 دانشگاه کاشان/دانشجو

2 صنعتی شریف*مهندسی مکانیک

3 دانشگاه کاشان

doi
10.22060/mej.2019.16269.6316
چکیده

در این پژوهش به بررسی اثر میدان مغناطیسی بر عملکرد حرارتی، ترموهیدرولیکی و تولید انتروپی جریان آب در چاه‌گرمایی میکروکانالی سیلیکونی ذوزنقه‌ای شکل، با چهار آرایش مختلف، به صورت سه‎بعدی و عددی پرداخته‌ شده ‌است. تراشه الکترونیکی متصل به کف چاه‌گرمایی شار حرارتی یکنواخت 50 کیلووات بر مترمربع تولید می‌کند. شبیه‌سازی‌ها برای دبی‌های جرمی 02/0، 03/0، 04/0 و 05/0گرم بر ثانیه و اعداد هارتمن صفر، 2، 4، 8 و 16 انجام‌ شده‌ است. نتایج نشان می‌دهد در مجموع آرایش A (ورودی به مرکز ناحیه توزیع‌کننده و خروجی از مرکز ناحیه جمع‌کننده) بهترین آرایش است. نتایج برای بهترین آرایش نشان می‌دهد برای همه دبی جرمی‌ها با افزایش عدد هارتمن از صفر تا 16، مقاومت حرارتی بین 39/4 تا 15/9 درصد، نسبت بیشینه اختلاف دمای تراشه الکترونیکی به شار حرارتی بین 81/1 تا 91/7 درصد و معیار ارزیابی عملکرد بین 61/81 تا 15/87 درصدکاهش و تولید انتروپی حرارتی کل بین 13/10 تا 07/77 درصد افزایش می‌یابد. در بهترین آرایش، بهترین عملکرد از دیدگاه حرارتی برای دبی جرمی 05/0گرم بر ثانیه و عدد هارتمن 16 و از دیدگاه ترموهیدرولیکی و تولید انتروپی برای دبی جرمی 02/0گرم بر ثانیه و عدد هارتمن صفر رخ می‌دهد. نتایج تحقیق حاضر می‌تواند به‌عنوان یک ابزار در طراحی میکروپمپ‌های هیدرودینامیک مغناطیسی و قطعات میکروالکترونیک مورد استفاده قرار گیرد.