بررسی عددی فین‌های مختلف بر بهبود عملکرد حرارتی در میکرو کانال‌ها

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اهواز، اهواز، ایران

2 گروه مهندسی سیستم‌های انرژی، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران

doi
چکیده

امروزه با گسترش تکنولوژی نیاز به طراحی مبدل‌های کارا در ابعاد کوچک به­خصوص در بردهای الکترونیکی و میکروکانال‌ها یک امر ضروری محسوب می‌شود. در این مقاله، یک مدل عددی سه بعدی از یک میکروکانال در نرم افزار انسیس فلوئنت بررسی شده است. برای حل مسئله از حل‌کننده‌ فشار مبنا و برای ارتباط فشار و سرعت از سیمپل استفاده گردیده است. برای گسسته‌سازی معادلات پیوستگی، مومنتوم و انرژی از گسسته‌سازی مرتبه دوم استفاده شده است. تاثیر سه پارامتر عدد رینولدز، گام طولی، نوع شکل فین بر ضریب اصطکاک، عدد ناسلت و ضریب عملکرد مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاکی از آن است که با افزایش عدد رینولدز و تبدیل جریان از حالت آرام به آشفته، انتقال حرارت و افت فشار افزایش یافته ولی چون میزان افزایش افت فشار از افزایش انتقال حرارت بیشتر است لذا ضریب عملکرد سیستم در جریان آشفته نسبت به جریان آرام کاهش پیدا می‌کند. در فین سهمی شکل عدد ناسلت 94/15درصد، ضریب ‌اصطکاک 76/32 درصد و ضریب عملکرد 5/5 درصد افزایش یافت، در فین سوزنی عدد ناسلت 75/11 درصد، ضریب ‌اصطکاک 17/24 درصد و ضریب عملکرد 97/3 درصد افزایش و در فین مخروطی شکل عدد ناسلت 05/14، ضریب ‌اصطکاک21/26 درصد و ضریب عملکرد 54/5 درصد افزایش می‌باشد. با تغییر گام طولی فین‌ها از 500 تا 300 میکرومتر، عدد ناسلت 14/9 درصد افزایش، ضریب اصطکاک 21 درصد و ضریب عملکرد 2 درصد افزایش می‌یابد.