Investigación de las características de flujo y transferencia de calor en microcanales con aletas
Autores: Li, Murun; Gao, Xuan; Li, Haiwang; Sang, Jichang; Nie, Pengpeng; Fang, Weidong; Xu, Tiantong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Investigación de las características de flujo y transferencia de calor en microcanales con aletasCategoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Una gestión térmica altamente eficiente es imperativa para superar los principales desafíos asociados con los requisitos de extracción de calor en la electrónica. En este estudio, se analizaron numéricamente las características de flujo y transferencia de calor de microcanales con varios tipos de aletas para Re = 0-500 (Re: número de Reynolds). La investigación del cociente de aspecto, el ángulo de incidencia y la suavidad, así como los comportamientos de flujo y transferencia de calor, revelaron el rendimiento excepcional de la estructura de aleta optimizada, con un criterio de evaluación de rendimiento de hasta 1.53. A grandes valores de Re, la aleta con un alto cociente de aspecto, pequeño ángulo de incidencia y alta suavidad mostró el mejor rendimiento, ya que evita zonas de estancamiento debido a los ensanchamientos y esquinas afiladas y, al mismo tiempo, conduce a la destrucción y redearrollo de la capa límite. Curiosamente, el microcanal sin microestructuras internas tuvo un buen rendimiento a pequeños valores de Re. Entre todas las variables diseñadas, la influencia del ángulo de incidencia fue superior debido a su capacidad para generar vórtices significativos al cambiar periódicamente el área de la sección transversal del canal y la dirección del flujo. Las conclusiones pueden generalizarse de manera innovadora a otros microcanales con aletas.
Descripción
Una gestión térmica altamente eficiente es imperativa para superar los principales desafíos asociados con los requisitos de extracción de calor en la electrónica. En este estudio, se analizaron numéricamente las características de flujo y transferencia de calor de microcanales con varios tipos de aletas para Re = 0-500 (Re: número de Reynolds). La investigación del cociente de aspecto, el ángulo de incidencia y la suavidad, así como los comportamientos de flujo y transferencia de calor, revelaron el rendimiento excepcional de la estructura de aleta optimizada, con un criterio de evaluación de rendimiento de hasta 1.53. A grandes valores de Re, la aleta con un alto cociente de aspecto, pequeño ángulo de incidencia y alta suavidad mostró el mejor rendimiento, ya que evita zonas de estancamiento debido a los ensanchamientos y esquinas afiladas y, al mismo tiempo, conduce a la destrucción y redearrollo de la capa límite. Curiosamente, el microcanal sin microestructuras internas tuvo un buen rendimiento a pequeños valores de Re. Entre todas las variables diseñadas, la influencia del ángulo de incidencia fue superior debido a su capacidad para generar vórtices significativos al cambiar periódicamente el área de la sección transversal del canal y la dirección del flujo. Las conclusiones pueden generalizarse de manera innovadora a otros microcanales con aletas.