پديد آورندگان :
نبوي، محمدمهدي دانشگاه صنعتي مالك اشتر شاهين شهر - دانشكده مهندسي مكانيك - گروه آيروديناميك، پيشرانش و تبديل انرژي , خردمند، سعيد دانشگاه صنعتي مالك اشتر شاهين شهر - دانشكده مهندسي مكانيك - گروه آيروديناميك، پيشرانش و تبديل انرژي
كليدواژه :
انتقال حرارت جابجايي آزاد , گرماگير شعاعي , بهينه سازي , شبيه سازي عددي 3بعدي
چكيده فارسي :
پژوهش حاضر، با استفاده از شبيه سازي عددي سه بعدي، عملكرد حرارتي گرماگير ديود ليزر در حالت هاي مختلف پيكربندي ساختمان آن، مورد بررسي قرار گرفت. از حل عددي سه بعدي جريان سيال و انتقال حرارت با در نظر گرفتن جابجايي آزاد استفاده شده است. ابتدا به منظور صحت سنجي، نتايج شبيه سازي با نتايج تجربي مقايسه شد كه مطابقت خوبي داشت. سپس با توجه به الگوي جريان دودكشي، 8 هندسه در دو ارتفاع پره طراحي شده و هر كدام در سه شار حرارتي 200، 400 و 600وات بر متر مربع مورد ارزيابي قرار گرفت. هدف پژوهش حاضر، يافتن حالتي است كه متوسط دماي گرماگير كمينه شود. نتايج نشان دادند كه با ايجاد برش در پره تا 40% ضريب انتقال حرارت متوسط در گرماگير افزايش مي يابد. همچنين، در پره هايي با ارتفاع 21/3ميلي متر، پره با دو برش متقارن يكسان و در پره هايي با ارتفاع 32/6ميلي متر كه حجم پره ثابت است و قسمت هاي برش خورده پره به دندانه هاي آن افزوده شده است، براي شارهاي حرارتي كمتر از 400وات بر متر مربع، پره متقارن با دو برش مشابه در قسمت مياني و حجمي معادل حجم پره اوليه، بهترين عملكرد را داشت و براي شارهاي حرارتي بيشتر از 400وات بر متر مربع، دماي متوسط پره متقارن با يك برش در وسط و حجمي معادل حجم پره اوليه، كمينه شد. ضريب انتقال حرارت متوسط پره، عدد ناسلت متوسط، مقاومت حرارتي پره، دماي متوسط پره، خطوط جريان و خطوط همدما در صفحه پره براي هر حالت مورد بررسي و تحليل قرار گرفت.
چكيده لاتين :
In this research, the heat sink performance of a laser diode with the different geometries
was studied. A 3D simulation of flow and heat transfer has been used considering the natural
convection. First, in order to test the validity, the simulation results were compared with the
experimental results, which were in a good agreement. Then according to the chimney flow
pattern, eight geometries were designed with two different heights of the fin and each one of
them was evaluated by three heat fluxes of 200, 400 and 600 W/m^2. The aim of this research
is to find the condition that minimizes the average temperature of the heat sink. The results
showed that the average heat transfer coefficient in the heat sink is increased up to 40 percent
by creating the slice in the fine. In the fins with the height of 21.3 millimeters, the fin with two
similar symmetric slices and in the fins with the height of 32.6 millimeters and constant volume
that the slices of fine are added to its teeth, for heat fluxes less than 400 W/m^2, symmetric fin
with two similar slices in the middle section and a volume equal to the volume of the primary
fin, had the best performance. For heat fluxes, more than 400 W/m^2, the average temperature
of the symmetric fin with one slice in the middle and a volume equal to the volume of the
primary fin was minimized. Fin average heat transfer coefficient, average Nusselt number, fin
thermal resistance, fin average temperatures, flow streamline and isothermal contour plots in
the fin plate were evaluated for each state.
