Boşluk Geometrisi ve Sayınının Mikrokanal Isı Kuyularındaki Dikdörtgen Kanatçıkları Üzerindeki Performansı

Abstract

Bu makale mikrokanallardaki ısı kuyularına bağlı olan dikdörtgen kanatçıkların sayısının ve boşlukgeometrisinin ısı transferine etkisini sunmaktadır. Analiz için değişik geometride boşluğa sahip mikrokanal ısıkuyularının 3-boyutlu modelleri geliştirilmiştir. Fiziksel modeller GAMBIT 2.3.26 programı ile çizilmiş ve ağ yapısı oluşturulmuş, FLUENT 6.3.26, sonlu hacimler yöntemi temelli HAD yazılımı ile simülasyonları yapılmıştır. Dikdörtgen kanatçıkların içerisinde dairesel, dikdörtgen ve yamuk kesitli boşluklar oluşturulmuş ve simülasyonlar önce tek boşluklu sonra çift boşluklu olarak gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, hız profili, basınç düşümü, ısı kaynağında ve tabanında sıcaklık dağılımları ve toplam ısıl direnç olarak elde edilmiştir. “İçi boşaltılmış” kanatçıkların katıkanatçıklara göre daha iyi hidrodinamik ve ısıl performansları olduğu görülmüştür. Ayrıca, boşluk geometrisindekideğişimin performans üzerinde ihmal edilebilir etkisi varken, boşluk sayısının artması performansı iyileştirmektedir. Bu model, daha önceki çalışanların teorik korelasyonları ile doğrulanmış ve uyum içinde oldukları bulunmuştur.

Keywords

• Mikrokanal ısı kuyusu, Boşluk profilli kanatçık, Isı transferi

EFFECTS OF GEOMETRY AND NUMBER OF HOLLOW ON THE PERFORMANCE OF RECTANGULAR FINS IN MICROCHANNEL HEAT SINKS

Abstract

This article presents the study on the effects of number and geometry of hollow on the heat transfer through rectangular fins attached to microchannel heat sinks. 3-dimensional models of microchannel heat sink with various hollow configurations inside the fins are developed for the analysis. The physical models are built and meshed in GAMBIT 2.3.26, and simulated by using the FVM-based CFD code, FLUENT 6.3.26. Three hollow geometries such as circular, rectangular and trapezoidal are introduced inside the rectangular fins, and simulations are performed with single hollow followed by double hollow. The results are obtained in terms of velocity profile, pressure drop, temperature distributions on the heat sink structure and base, and the total thermal resistance. It is observed that, the ‘hollowed’ fins could yield better hydrodynamic and thermal performances compared to the solid fins. Moreover, increase of number of hollows shows further improvement in performance, while the change in hollow geometry has negligible influence. The present model is validated with the theoretical correlations of previous workers and found in good agreement

Keywords

• Microchannel heat sink, Hollow profile fin, Heat transfer