مقایسه عملکرد حرارتی و هیدرولیکی میکروکانال‌های باز شامل فین‌های متخلخل و جامد

در مطالعه حاضر، به مقایسه تاثیر استفاده محیط متخلخل در فین‌ها به‌جای فین‌های جامد در میکروکانال‌های باز پرداخته شده است. بدین منظور، عدد ناسلت، افت فشار و عملکرد کلی حرارتی-هیدرولیکی در میکروکانال شامل فین‌های متخلخل با میکروکانال حاوی فین‌های جامد مقایسه شده است. به منظور اعتبار سنجی مدل عددی، نتایج حاضر با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده و تطابق مناسبی بین نتایج مشاهده شده است. نتایج نشان می‌دهد استفاده از فین متخلخل در میکروکانال باعث بهبود در عدد ناسلت و افت فشار می‌گردد و این بهبودها، با افزایش کسر حفره مشهودتر می‌گردد. یافته‌های عددی نشان می‌دهد استفاده از فین متخلخل در میکروکانال باعث بهبود در عملکرد کلی میکروکانال می‌شود. نتایج عددی نشان می‌دهد به دلیل نقش موثرتر پارامترها در کسر حفره بالا، عملکرد کلی میکروکانال شامل فین‌های متخلخل در کسر حفره بالا بیشتر از کسر حفره پایین می‌باشد. همچنین نشان داده شده است افزایش در عدد رینولدز باعث افزایش در عملکرد کلی میکروکانال حاوی فین‌های متخلخل در کسر حفره بیشتر، عملکرد کلی بهتری نسبت به میکروکانال هایی با کسر حفره پایین دارند.

comparison of thermal and hydraulic performance of open microchannels including porous and solid fins

in the present study, the effects of using porous fins instead of solid fins in open microchannels have been investigated. for this purpose, the nusselt number, pressure drop, and overall thermal-hydraulic performance of a microchannel containing porous fins were compared with those of a microchannel with solid fins. to validate the numerical model, the present results were compared with experimental data, showing good agreement. the results indicate that replacing solid fins with porous fins leads to an increase in the nusselt number and an improvement in pressure drop. the nusselt number increases by approximately 6% to 12% for a porosity fraction of 25/0 and by 11% to 35% for a porosity fraction of 45/0. moreover, the pressure drop improves by about 11% for a porosity fraction of 25/0 and by 14% to 17% for a porosity fraction of 45/0. overall, the performance of the microchannel with porous fins exhibits significant enhancement at higher porosity fractions and reynolds numbers. the numerical findings demonstrate that incorporating porous fins enhances the overall performance of the microchannel. due to the greater influence of key parameters at higher porosity fractions, microchannels with porous fins and higher porosity fractions exhibit superior overall performance compared to those with lower porosity fractions.