عملکرد حرارتی میکروچاه گرمایی حاوی سوسپانسیون مواد تغییر فاز دهنده با مقطع بیضوی متخلخل

در این مقاله به بررسی عملکرد حرارتی میکرو چاه گرمایی حاوی سوسپانسیون مواد تغییر فاز دهنده با سطح مقطع بیضوی متخلخل پرداخته شده است. حل معادلات اساسی حاکم بر مسئله بر اساس روش المان محدود می ‌باشد و شبیه سازی با استفاده از نرم افزار کامسول مولتی فیزیکس5.6 انجام شده است. از معادله ‌ی فورشهایمر- بریکمن- دارسی برای توصیف جریان عبوری از محیط متخلخل بهره برده شده است. در کار حاضر، تجزیه و تحلیل آرایش تخلخل (ε) و ضخامت ناحیه‌ ی متخلخل بر ویژگی ‌های حرارتی و هیدرولیکی تحت سرعت‌ های ورودی مختلف صورت گرفته است. افزایش قطر کوچک بیضی، موجب کاهش قطر مقطع متخلخل شده و با افزایش سرعت ورودی سیال افت فشار کاهش می ‌یابد به طوری که در0.275=b میلیمتر و 2=uin متر بر ثانیه افت فشار نسبت به 0.175 =bمیلیمتر، 62.34 درصد کاهش یافته و مقاومت حرارتی 35.50 درصد افزایش یافته است. در سرعت ‌های ورودی پایین ضریب عملکرد کمتر از 1 بوده و دلیل آن کاهش مومنتوم المان های سیال به دلیل وجود دیواره متخلخل بوده و با افزایش سرعت، ضریب عملکرد بیشتر از 1 می‌‌شود زیرا افزایش مومنتوم و همچنین افزایش سطح تماس مابین سیال و ماتریس جامد موجب بهبود عملکرد حرارتی شده و این امر نشانگر برتری میکروچاه گرمایی متخلخل نسبت به میکروچاه گرمایی بدون محیط متخلخل می‌باشد.

thermal performance of microchannel heat sink containing a suspension of phase change materials with a porous oval cross section

in this article, the thermal performance of microchannel heat sink containing a suspension of phase change materials with a porous elliptical cross-section has been investigated. solving the basic equations governing the problem is based on the finite element method and the simulation is done using comsol multiphysics software 5.6. forschheimer-brickman-darcy equations are used to describe the flow through the porous medium. in the present work, the analysis of the arrangement of porosity (ε) and the thickness of the porous area has been done on the thermal and hydraulic characteristics under different inlet velocities. the increase in the small diameter of the ellipse causes a decrease in the diameter of the porous section and the pressure drop decreases with the increase of the fluid inlet speed, so that at b = 0.275 mm and uin= 2 m/s, the pressure drop compared to b = 0.175 mm is 62.34 % decreased and the thermal resistance increased by 35.50 % at low inlet velocities, the coefficient of performance is less than 1, and the reason for this is the decrease in the momentum of the fluid elements due to the presence of the porous wall, and with the increase in speed, the coefficient of performance is greater than 1, because the increase in momentum and also the increase in the contact surface between the fluid and the solid matrix cause the thermal performance has been improved and this indicates the superiority of the porous microchannel heat sink compared to the microchannel heat sink without porous medium.