بررسی عملکرد ترمو-هیدرولیکی میکروکانال‌های دولایه مارپیچ در سیستم‌های خنک‌کننده خورشیدی

این تحقیق به بررسی عملکرد حرارتی- هیدرولیکی یک چاه حرارتی میکروکانال دو لایه مارپیچ با استفاده از دوغاب تغییر فاز میکروکپسوله‌شده به‌عنوان سیال خنک‌کننده می‌پردازد. هدف اصلی مطالعه، ارزیابی تاثیر هم‌زمان شار حرارتی، نوع سیال کاری و حضور محیط متخلخل بر انتقال حرارت و افت فشار در میکروکانال‌ها است. برای این منظور، شبیه‌سازی‌های عددی با استفاده از نرم‌افزار ansys fluent انجام شده و معادلات حاکم با روش حجم محدود حل گردیده است. نتایج نشان می‌دهد که استفاده از محیط متخلخل و دوغاب به‌جای آب، عدد ناسلت را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهد، در حالی که افزایش شار حرارتی باعث کاهش عدد ناسلت می‌شود. همچنین، ترکیب دوغاب و محیط متخلخل بیشترین بهبود در عملکرد حرارتی و کاهش دمای دیواره میکروکانال را ایجاد کرده است. این نتایج، کارایی بالای دوغاب تغییر فاز میکروکپسوله‌شده و محیط متخلخل در بهبود انتقال حرارت با افت فشار قابل قبول را تایید می‌کند و راهکاری موثر برای طراحی سیستم‌های خنک‌کننده میکروالکترونیکی به‌حساب می‌آید.

investigation of the thermo-hydraulic performance of two-layer helical microchannels in solar cooling systems

this study investigates the thermal-hydraulic performance of a two-layer helical microchannel heat sink using microencapsulated phase change material (mpcm) slurry as a coolant. the main objective is to evaluate the simultaneous effects of heat flux, coolant type, and the presence of porous media on heat transfer and pressure drop within the microchannels. numerical simulations were conducted using ansys fluent, and the governing equations were solved using the finite volume method. the results show that the use of porous media and slurry instead of water significantly increases the nusselt number, while higher heat flux leads to a decrease in the nusselt number. additionally, the combination of mpcm slurry and porous media results in the greatest improvement in thermal performance and reduction in microchannel wall temperature. these findings confirm the high efficiency of microencapsulated pcm slurry and porous media in enhancing heat transfer with acceptable pressure drop providing an effective solution for the design of microelectronic cooling systems.