ارزیابی انتقال حرارت در هیت سینک های میکروکانالی به عنوان راهکاری برای سامانه های آینده محور

با افزایش چگالی توان در تجهیزات الکترونیکی و سامانه های پیشرفته، مدیریت حرارتی کارآمد به یکی از چالش های اساسی در طراحی تجهیزات مدرن تبدیل شده است. هیت سینک های میکروکانالی به دلیل ابعاد فشرده و نسبت سطح به حجم بالا، راهکاری نویدبخش برای خنک کاری این سامانه ها محسوب می شوند. در این پژوهش عملکرد حرارتی و هیدرولیکی یک هیت سینک میکروکانالی با استفاده از شبیه سازی عددی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور تاثیر تغییر در آرایش هندسی شامل ۷ و ۱۰ کانال موازی و استفاده از نانوسیالات پایه آب با نانوذرات Fe۳O۴ و MWCNT در غلظت های حجمی ۰.۱% و ۰.۲% تحلیل شده است. مدل سازی عددی با استفاده از نرم افزار ANSYS Fluent و با فرض جریان پایا و تراکم ناپذیر انجام شد. نتایج نشان می دهد که افزایش تعداد کانال ها از ۷ به ۱۰ بهبود قابل توجهی در نرخ انتقال حرارت و کاهش دمای بیشینه سطح ایجاد می کند. در میان نانوسیالات بررسی شده، سیال حاوی نانوذرات MWCNT عملکرد حرارتی برتری نسبت به Fe۳O۴ نشان داده و غلظت ۰.۲ بیشترین تاثیر را در ارتقای عدد ناسلت داشته است. همچنین بررسی ها حاکی از آن است که استفاده از نانوسیال هیبریدی MWCNT-Fe۳O۴ با غلظت ۰.۲ در هندسه ۱۰ کاناله بهینه ترین شرایط را برای دفع حرارت فراهم می کند. یافته های این پژوهش راهکار موثری برای بهینه سازی سامانه های خنک کاری در تجهیزات پرتوان و سامانه های هوشمند شهری آینده ارائه می دهد.

کلیدواژه ها:

نانوسیال ، هیت سینک ، انتقال حرارت ، بهینه سازی