مقایسه عملکرد خنک‌کاری در یک میکروکانال با منابع حرارتی گسسته تحت محرک گرادیان فشار و الکترواسمتیکی

دستگاه‌های الکترونیکی و تجهیزات پیشرفته در حوزه مختلف، بخش‌هایی دارند که تولید گرما یک ویژگی مشترک بین آن‌ها است و گاهی اوقات آن‌قدر شدید است که نیاز به طراحی یک ساختار جدید دارد که بتواند به خنک کردن آن‌ها کمک کند. با این حال، چالش زمانی پیچیده‌تر می‌شود که مقیاس دستگاه در اندازه میکرو یا نانو باشد، جایی که پمپ‌های معمولی با قطعات الکتریکی نمی‌توانند عمل کنند. در مطالعه حاضر با استفاده از میکروپمپ‌های الکترواسمتیک به این مساله پرداخته می‌شود و اثر زاویه‌ی میکروکانال و جاذبه بر نرخ انتقال حرارت بررسی می‌شود. زاویه‌ی میکروکانال در محدوده 0 تا 75 درجه و عدد گراشف بین 0 و 100 متغیر است. برای درک بهتر، نتایج حاصل از یک جریان تحت گرادیان فشار خالص با یک جریان الکترواسموتیک خالص مقایسه می‌شود، در حالی که نرخ جریان ثابت است. شاخص عملکرد حرارتی برای اندازه‌گیری کارایی الگوهای جریان در هر دو مورد به کار گرفته می‌شود. تغییرات محاسبه شده از حدود %11 تا بیش از %44 متغیر است که نشان می دهد دو عامل افزایش زاویه میکروکانال نسبت به سطح افقی و کاهش عدد گراشف، رفتار مشابهی دارند و بازده حرارتی را افزایش می‌دهند.

comparison of cooling performance in a microchannel with discrete heat sources under pressure gradient and electroosmotic driven

electronic devices and advanced equipments have various sections that generated heat is a common feature among them, and sometimes it becomes so intense that it requires the design of a new structure to help cool them. however, the challenge becomes more complex when the device is in micro or nano size, where ordinary pumps with electrical components cannot function. this study addresses this issue using electroosmotic micro-pumps and examines the effect of microchannel angle and gravity on heat transfer rate. the microchannel angle ranges from 0 to 75 degrees, and the grashof number varies between 0 and 100. for better understanding, the results obtained from a pressure-driven flow are compared with those from a purely electroosmotic flow while maintaining a constant flow rate. thermal performance index is employed to measure the efficiency of flow patterns in both cases. the calculated variations range from approximately 11% to over 44%, indicating that two factors, increasing the microchannel angle relative to the horizontal plane and decreasing the grashof number, exhibit similar behavior and enhance the heat transfer efficiency.