شبیه سازی تاثیر طول نسبی میکروپین فین های شش ضلعی بر عملکرد چاه حرارتی میکروکانال

خنک‌کاری کارآمد برای کاهش دمای تراشه های الکترونیکی، به منظور جلوگیری از کاهش دقت عملکرد و افزایش طول عمر، حیاتی است. در این مطالعه عددی به بررسی عملکرد چاه حرارتی میکروکانال جهت خنک کاری الکترونیکی می پردازیم. بدین منظور میکروپین های شش ضلعی جهت افزایش انتقال حرارت استفاده شده است. با ثابت بودن طول میکروکانال، کاهش طول میکروپین فین موجب افزایش تعداد آن می شود. تحلیل مقایسه ای بین پنج چاه حرارتی با نسبت طول ضلع جانبی به ضلع مایل 0/25، 0/67، 1، 2/33 و 4 انجام شده است. از مس به عنوان ماده سازنده میکروکانال و سیال آب تک فاز به عنوان خنک کننده در محدوده رینولدز 400 تا 1000 استفاده شده است. شار حرارتی 500 کیلووات بر مترمربع نیز به کف میکروکانال اعمال می شود. نتایج تاکید می کند که کاهش طول نسبی میکروپین فین و در نتیجه افزایش تعداد آن، به دلیل شکست مداوم لایه مرزی حرارتی، عملکرد حرارتی را به صورت چشمگیری افزایش می دهد. هم چنین موجب افزایش نیروی درگ فشاری وارد بر میکروپین فین ها و در نتیجه افزایش افت فشار خواهد شد. به طور کلی طول نسبی 1 برای میکروپین فین ها معیار عملکرد حرارتی مناسبی را نسبت به سایر حالت های مورد بررسی نشان داد.

imulation of the hexagonal micro-pin fin relative length effect on microchannel heat sink performance

efficient cooling is critical to reduce the temperature of electronic chips, in order to prevent the decrease in operating accuracy and increase lifetime. in this numerical study, we investigate the performance of microchannel heat sinks for electronic cooling. for this purpose, hexagonal micro-pin fin have been used to increase the heat transfer. at a constant microchannel length, decreasing the micro-pin fin length increases its number. comparative analysis was performed between five thermal wells with the ratio of lateral side length to oblique side 0.25, 0.67, 1, 2.33 and 4. copper has been used as the microchannel material and single-phase water fluid as the coolant in the reynolds range from 400 to 1000. a heat flux of 500 kw/m2 is also applied to the microchannel bottom. the results emphasize that reducing the relative length of the micropin fin and thus increasing its number, due to the continuous breakdown of the thermal boundary layer, significantly increases the thermal performance. it will also increase the pressure drag force on the micropin fins and increase the pressure drop. in general, the relative length of 1 for micr-opin fins showed a good thermal performance factor compared to the other conditions studied.