Experimental and Numerical Investigation of Heat Transfer Augmentation using Symmetrical Dual Sinusoidal Copper Fins in a Rectangular Duct
سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 29
فایل این مقاله در 17 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد
- صدور گواهی نمایه سازی
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_JAFM-19-5_014
تاریخ نمایه سازی: 1 تیر 1405
چکیده مقاله:
The enhancement of heat transfer through optimally designed heat sinks is crucial for improving the performance and extending the operational lifespan of heat-generating devices. This study investigates the thermal and fluid flow behaviour of an innovatively developed heat sink featuring symmetrical dual sinusoidal shape fins (DSSF), using both experimental and numerical approaches. A detailed three-dimensional (۳D) computational model was constructed to simulate the system’s performance. The friction factor (f) was estimated using Blasius’s correlation, and the Nusselt number (Nu) was determined using the Dittus–Boelter correlation. Simulated outcomes were validated against experimental data collected from a purpose-built test rig operating under identical conditions, with a uniform heat flux of ۲۴۱۳ W/m². The results exhibited strong agreement, with average deviations limited to ۷.۴۵% for the f and ۱۵.۲۲% for the Nu. The best performance was achieved at a Reynolds number (Re) of ۳۰۰۰, where the system performance evaluation criteria (SPEC) reached ۱.۷۳۴, indicating that heat transfer enhancement outweighed the pumping power requirements. The deviation between computational and experimental SPEC remained within ۱۰.۸۹%. Compared to conventional designs, the DSSF heat sink demonstrated significantly improved thermal performance – achieving a ۵۷.۹۶% higher Nu than square-shaped fins and a ۲۸.۱۱% increase over diamond-shaped fins. These findings confirm the superior cooling efficiency of the DSSF configuration, making it a promising solution for compact and efficient thermal management in heat-generating electronic systems.
کلیدواژه ها:
Symmetrical dual sinusoidal fins ، Convective heat transfer ، Thermal management ، Computational fluid dynamics simulation ، Nusselt correlation ، Flow resistance factor ، Copper heat sink
نویسندگان
U. K. Singh
Department of Mechanical Engineering, Purnea College of Engineering, Purnea, Bihar, ۸۵۴۳۰۱, India
A. Sarkar
Department of Mechanical Engineering, National Institute of Technology Patna, Bihar, ۸۰۰۰۰۵, India
A. K. Srivastava
Department of Mechanical Engineering, National Institute of Technology Patna, Bihar, ۸۰۰۰۰۵, India
مراجع و منابع این مقاله:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :