بررسی انتقال حرارت در مبدل حرارتی میکروکانالی با استفاده از نانوسیالات و سرامیک فوق دمابالا ZrB۲

با توسعه پیشرفته در عرصه فناوری های میکروسیستم ، نیاز به مواد جدید برای مدیریت حرارتی موثر در مبدل های حرارتی میکروکانال رو به افزایش است. این مطالعه به بررسی تفصیلی عملکرد سرامیک های فوق دما بالا مانند ZrB۲ به عنوان ماده جایگزین نوآورانه در ساخت مبدل های حرارتی میکروکانال می پردازد. تحقیق حاضر از تحلیل جریان محاسباتی سیال (CFD) در نرم افزار کامسول برای ارزیابی تعامل این سرامیک با نانوسیالات آلومینا در غلظت ها و دبی های جرمی متفاوت به عنوان سیال کاری استفاده می کند. نتایج نشان دهنده بهبود قابل ملاحظه در کارایی انتقال حرارت در حضور نانوسیالات است. به ویژه، استفاده از نانوسیال آب-آلومینا با غلظت ۱ درصد در مقایسه با آب معمولی، می تواند افزایش تا ۱۶ درصدی در میزان انتقال حرارت را به همراه داشته باشد. علاوه بر آن، نتایج بیانگر این است که جایگزینی Al۲O۳ با سرامیک های فوق دما بالا مانند ZrB۲ در کنار استفاده از نانوسیال، می تواند به بهبود چشمگیر تا ۳۴ درصدی در میزان انتقال حرارت منجر شود، که نویدبخش پیشرفت های مهمی در زمینه مدیریت حرارتی در سیستم های میکروسکوپی است.

کلیدواژه ها:

میکروکانال ، مبدل حرارتی میکرو ، انتقال حرارت ، سرامیک های فوق دمابالا ، نانوسیالات