1403/02/04
رفعت محمدی

رفعت محمدی

مرتبه علمی: دانشیار
ارکید: https://orcid.org/0000-0003-3675-4851
تحصیلات: دکترای تخصصی
اسکاپوس: 6601987496
دانشکده: دانشکده فنی مهندسی
نشانی: دانشگاه اراک، گروه مهندسی مکانیک
تلفن:

مشخصات پژوهش

عنوان
شبیه سازی عددی دو فاز جریان و انتقال حرارت نانوسیال در میکروکانال گرماگیر دو لایه جهت خنک کاری تراشه با توزیع شار حرارتی غیریکنواخت
نوع پژوهش
پایان نامه های تقاضا محور و غیر تقاضا محور
کلیدواژه‌ها
میکروکانال دولایه، نانوسیال، جریان همسو،جریان ناهمسو، شار حرارتی غیر یکنواخت
سال 1398
پژوهشگران رفعت محمدی(استاد راهنما)، زهرا مهران فر(دانشجو)

چکیده

با توسعه صنایع الکترونیک و کوچک سازی قطعات الکترونیکی، خنک کاری این قطعات اهمیت زیادی پیدا کرده است. یکی از موثرترین روش ها برای خنک کاری این قطعات، استفاده از میکروکانال جاذب گرما می-باشد. در این پایان نامه، عملکرد میکروکانال جاذب گرمای دولایه برای جریان آب خالص و نانوسیالات مختلف در یک میکروکانال با مقطع مستطیلی، با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت شبیه سازی شده است. شبیه سازی به صورت سه بعدی انجام شده و جریان نانوسیال با استفاده از مدل دوفاز مخلوط مدلسازی شده است. همچنین خواص نانوسیال متغیر با دما در نظر گرفته شده است. نتایج شبیه سازی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده و صحت نتایج شبیه سازی بررسی گردیده است. همچنین تاثیر پارامترهای مختلف از جمله کسر حجمی نانوسیال، عدد رینولدز، قطر نانوذرات، نوع نانوسیال، آرایش جریان و گرمایش غیر یکنواخت میکروکانال بر پارامترهای عملکردی میکروکانال (شامل مقاومت حرارتی، افت فشار، یکنواختی دمای کف و شاخص عملکرد میکروکانال) ارائه شده است. نتایج نشان داده است که استفاده از نانوسیال آب-اکسید آلومینیوم با کسر حجمی 2% به جای آب خالص در یک عدد رینولدز مشخص (عدد رینولدز 184)، منجر به افزایش میزان انتقال حرارت نسبت به آب خالص شده و مقاومت حرارتی میکروکانال 10 درصد نسبت به آب خالص کاهش یافته است. در این حالت یکنواختی دمای کف میکروکانال نیز به میزان 10 درصد بهبود می یابد. با افزایش عدد رینولدز حرارت جذب شده توسط میکروکانال افزایش یافته و تفاوت بین انتقال حرارت نانوسیال آب-اکسید آلومینیوم با آب خالص، نیز افزایش پیدا می کند. بررسی تاثیر شار حرارتی غیریکنواخت بر عملکرد حرارتی میکروکانال دولایه نشان داد که نحوه گرمایش کف میکروکانال در شرایطی که طول تراشه الکترونیکی و در نتیجه طول گرمایش با طول میکروکانال برابر نباشد، تاثیر بسیار زیادی بر عملکرد حرارتی و هیدرولیکی میکروکانال دارد. مکان یابی درست منابع حرارتی در این حالت می تواند مقاومت حرارتی را به میزان 10 درصد و یکنواختی دمای کف میکروکانال را به مقدار 140 درصد بهبود دهد.