اثر آرایش های مختلف ورودی/خروجی جریان بر عملکرد چاه گرمایی میکروکانالی ذوزنقه ای متخلخل

در مطالعاتی که تاکنون در رابطه با چاه گرمایی میکروکانالی انجام شده اند اثر آرایش های مختلف ورود و خروج جریان بر عملکرد چاه گرمایی متخلخل برای هیچ هندسه ای بررسی نشده است. در این تحقیق اثر استفاده از چهار آرایش مختلف ورودی و خروجی بر خنک کاری یک تراشه الکترونیکی با استفاده از چاه گرمایی میکروکانالی ذوزنقه ای شکل، شامل میکروکانال هایی ذوزنقه ای و متخلخل با ضریب تخلخل ۰.۸۸، به صورت سه بعدی و عددی بررسی شده است. بدین منظور جابجایی اجباری و آرام آب در میکروکانال ها و هدایت در قسمت های جامد چاه با اعمال شار حرارتی ثابت ۱۵۰ کیلووات بر متر مربع به کف چاه گرمایی به روش حجم محدود و با استفاده از کد تجاری انسیس-سی اف اکس شبیه سازی شده است. نتایج نشان می دهد که آرایش های A و B، که در آن ها ورودی و خروجی در راستای جریان عبوری از میکروکانال ها است، در مقایسه با آرایش های C و D، که در آن ها ورودی و خروجی در جنبین قرار دارند، از نظر انتقال حرارت دارای عملکرد بهتر، مقاومت حرارتی پایین تر و توزیع دمای یکنواخت تر در قسمت کف چاه گرمایی هستند. بطور کلی استفاده از محیط متخلخل در کاهش دمای کف چاه گرمایی موثر است و در این خصوص آرایش D عملکرد بهتری دارد. در مجموع با در نظر گرفتن توام اثر مثبت استفاده از محیط متخلخل در افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی و اثر منفی آن در افزایش قدرت مورد نیاز پمپاژ آرایش A بهترین عملکرد را دارد.

کلیدواژه ها:

Cooling ، Porous microchannel heat sink ، Inlet/outlet arrangements ، Trapezoidal microchannel ، خنک کاری ، چاه گرمایی میکروکانالی متخلخل ، آرایش های مختلف ورود و خروج ، میکروکانال ذوزنقه ای