اثر افزودن ميكرولوله بر رفتار حرارتي و هيدروديناميكي ميكروكانال چاه گرمايي براي جريان نانوسيال

در پژوهش حاضر، در يك چاه حرارتي از دو هندسه‌ي ميكرولوله و ميكروكانال به صورت همزمان استفاده شده است و هدف، بهبود عملكرد ميكروچاه حرارتي در خنك‌كاري پردازنده‌هاي ديجيتال است. همچنين از نانوسيال نقره-(آب- اتيلن گيليكول 50%) استفاده شده است. به منظور حل معادلات موجود از نرم‌افزار انسيس - فلوئنت استفاده شده است. براي حل معادله مومنتوم از روش UPWIND مرتبه دوم و جهت كوپل ميدان سرعت و فشار، روش سيمپل با شبكه فشار جابجا شده به كار رفته است. نتايج بدست آمده بيان مي‌كند كه با افزايش رينولدز جريان به دليل بالا بودن دبي، دماي جريان سيال در طول ميكروچاه حرارتي تغيير كمتري دارد. همچنين با افزايش غلظت نانوذرات و بهبود عمكرد انتقال حرارت، دماي سطح پردازنده كاهش قابل توجهي مي‌يابد. به طوريكه در رينولدز 700 و كسر حجمي 0.5% ميانگين دماي خروجي از سيستم برابر316.1 درجه كلوين است و در كسر حجمي 1%، برابر 319.03 درجه كلوين است. همچنين افزودن ميكرولوله موجب افزايش قابل توجهي در ضريب حرارتي كلي سيستم مي‌شود به طور مثال ضريب انتقال حرارت براي جريان سيال پايه در رينولدز 300، براي سيستم داراي ميكرولوله تقريبا 58.4% بيشتر از حالت بدون ميكرو لوله است. و براي رينولدزهاي 700 و 1500 اين افزايش به ترتيب برابر 63.3% و 50.9% است. اين امر بيانگر آن است كه وجود ميكرولوله باعث ارتقاي عملكرد چاه حرارتي و بهبود دسترسي انتقال حرارت در قسمت‌هاي مختلف تجهيز به جريان سيال خنك‌كننده و كاهش مقاومت حرارتي نقاط دور دست پردازنده شده است و در نهايت، ميزان گرماي بيشتري از سطح پردازنده جذب مي‌شود.