مقاله #975

چکیده

مساله مدیریت حرارتی، یکی از موانع محدود کننده برای بسته بندی ابرازهای الکترونیکی دارای فشردگی بالا و کوچک‌سازی شده می‌باشد. خنک‌سازی با مایع، با استفاده از میکرو و مینی کانال‌ها، یکی از جایگزین‌های جذاب برای چاه‌های حرارتیِ بزرگ و حجیم الومینیومی و مسی می‌باشد. این کانال‌ها، می‌توانند مستقیما با یک تراشه و یا یک پراکنده سازِ حرارت یکپارچه شوند و فرایندِ خنک کاری می‌تواند با استفاده از نانوسیالات، بمیزان بیشتری بهبود یابد (محلول‌های مایعِ دارای ذرات در اندازه نانویی). دلیل این افزایش، بیشتر بودن اثرات انتقال حرارتِ ناشی از وجود این نانوذرات می‌باشد. هدف از این مقاله، ارزیابی، میزان بهبود انتقال حرارتِ یک چاه حرارتی نانوسیال ِ دارای جریان همرفتی اجباری لمینار در حال توسعه؛ با در نظر گرفتن اثر قدرت پمپاژ اضافی می‌باشد. عبارت نسبت افزایش انتقال حرارت (HTR)، برای نشان دادن نسبتِ ضریب انتقال حرارت متوسط نانوسیال به آب در توان پمپاز مشابه می‌باشد. مدل پیشنهادی، از روابط نیمه تجربی برای محاسبه ویژگی‌های ترموفیزیکی نانوسیال استفاده می‌کند. پیش‌بینی های مدل، در توافق خوبی با مطالعات تجربی می‌باشند. مدل اعتبار سنجی شده، برای شناساییِ متغیرهای طراحی مهم (عدد رینولدز، کسر حجمی و اندازه ذرات) مرتبط با مشخصات حرارتی و مشخصات جریانِ چاه حرارتی میکروکانالِ دارای نانوسیالات؛ مورد استفاده قرار می‌گیرد. آنالیز اماری مدل، نشان داد که کسر حجمی، مهمترین عاملی است که بر روی HTR تاثیر میگذارد و بعد از آن قطر ذرات دارای بالاترین اهمیت می‌باشد. تاثیر عدد رینولدز و سایر شرایط تاثیر گذار، نسبتا ضعیف می‌باشد. HTR، در کوچکترین اندازه‌ی ممکن برای ذرات، حداکثر می‌شود (زیرا ذرات کوچکتر، موجب بهبود انتقال حرارت می‌شوند، اما بر روی توان پمپاژ تاثیری نمی‌گذارند). پس، برای یک عدد رینولدز مشخص، مقدار بهینه کسر حجمی می‌تواند برای یک HTR حداکثر به دست آید. هدف کلی، ارائه نتایجی است که می‌توانند برای درک طراحی بهینه‌ی چاه‌های حرارتیِ میکروکانال همراه با جریان نانوسیال، مفید باشند.