بهبود عملکرد مکانیکی و حرارتی میکرومبادله کن مایع-گاز با اشکال دیواره کسینوسی و ایرفویل NACA۰۰۱۲ با کاهش رسوب گیری

امروزه اهمیت استفاده از ابعاد ریز مانند میکرو و نانو روز به روز بیشتر شده و یکی از مزایای کاربرد ابعاد میکرو کاهش وزن کلی رادیاتور و نیز رسیدن نرخ تبادل حرارت بیشتر به نسبت ابعاد رایج در صنایع با فرایندهای خنک کاری به خصوص در تبادل حرارتی سیالات مایع و گاز می باشد. یکی از راهکارهای افزایش عملکرد انتقال حرارتی در میکروکانال ها، هندسه های جدید است که از میکروکانال موجی شکل کسینوسی استفاده شده سپس این هندسه بهبودیافته با دیواره ناهمسو با دو هندسه مواج دیواره همسو و دیواره با هندسه ایرفویل NACA۰۰۱۲ مقایسه شد. فرضیات مورد استفاده، جریان پایا و آرام و تراکم ناپذیر برای دسته معادلات است. ابعاد میکروکانال پژوهش ۰/۳*۲۰*۳۱۰ میلیمتر مکعب است. همچنین آب در دبی های مختلف از ۱/۵ تا ۹ مترمکعب بر ساعت بصورت شرط مرزی معادل سرعت وارد شده و به محیط با شرایط مرزی خروجی فشار خارج می گردد و دیواره ها نیز شرط عدم لغزش سیال و انتقال حرارت جابجایی را از هوای سرد ۳۰۰ کلوین اطراف تجربه می کنند. در رادیاتورهای با کانال های مواج میکرو در پژوهش حاضر به بهبود انتقال حرارت ۲۰۰ تا ۳۵۰ درصدی نسبت به ابعاد مینی کانال و نیز کاهش وزن ۵۸ درصدی نسبت به رادیاتور مرجع پژوهش رسیده شد. مشاهده شد هندسه با دیواره ایرفویل ۳۳ درصد بهبود حرارتی نسبت به هندسه دیواره همسو و ۴۹ درصد بهبود عملکرد مکانیک سیالاتی نسبت به مواج ناهمسو داشت. همچنین جهت مطالعه رسوب گیری با مقایسه سرعت متوسط در فاصله ۱۵۰ میکرومتری نزدیک دیواره میکروکانال مشاهده شد که ۶/۶ برابر بیشتر از دیواره مینی کانال بود.

کلیدواژه ها:

میکرومبادله کن گرما ، بهبود عملکرد ، دیواره های مواج ، دیواره های ایرفویل ، رسوب گیری