حل عددی جریان آشفته در یک سیستم خودخنک کن جدید غیرفعال

در این مطالعه، یک قطعه مستطیلی شکل با تولید حرارت داخلی مورد بررسی قرار گرفته است. برای خنک سازی این قطعه، کانال های موازی درون آن تعبیه شده اند. بخشی از این کانال ها به عنوان کانال های فعال (دارای جریان سیال خنک کننده) و بخش دیگر به عنوان کانال های غیرفعال (حاوی سیال ساکن) عمل می کنند. این کانال ها توسط میکروترموستات های گرمایی به یکدیگر متصل شده اند. با افزایش شار حرارتی در نواحی مختلف قطعه، کانال های غیرفعال در همان ناحیه به کانال های فعال تبدیل می شوند و در نتیجه خنک کاری در مناطق با شار حرارتی بالا بهبود یافته و دمای کلی قطعه کاهش می یابد. در این پژوهش، جریان سیال به صورت دائمی و آشفته در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می دهند که عملکرد خنک کنندگی در نقاط فعال سازی ترموستات ها، به ویژه در نزدیکی ورودی کانال ها، موثرتر بوده و با افزایش شار حرارتی، بهبود می یابد. بیشترین اختلاف دمای ماکزیمم، ۵۶ درجه سانتیگراد در جریان آشفته و در فاصله ۲۰۰ میلی متری از ابتدای کانال دوم مشاهده شده است. در این حالت، ترموستات ها مسیر بین کانال های فعال و غیرفعال را باز کرده اند. بهینه سازی سیستم خودخنک کن غیرفعال پیشنهادی نشان می دهد که این روش منجر به حداکثر انتقال حرارت و کاهش دمای قطعه می شود. همچنین، موقعیت ترموستات ها نسبت به محل اعمال شار حرارتی ماکزیمم تاثیر قابل توجهی در عملکرد خنک کاری دارد. در صورتی که بازشدگی ترموستات ها قبل از ناحیه با شار حرارتی ماکزیمم اتفاق بیفتد، دمای ماکزیمم قطعه به صورت چشمگیری کاهش می یابد. علاوه براین، با کاهش ضریب هدایت حرارتی قطعه، استفاده از سیستم خودخنک کن غیرفعال جدید موجب کاهش بیشتر دمای ماکزیمم می شود.

کلیدواژه ها:

خودخنک کننده ، قطعات الکترونیکی ، شار حرارتی ، میکروکانال ، غیرفعال