شبیه‌سازی عددی اثر میدان مغناطیسی بر عملکرد حرارتی، ترموهیدرولیکی و تولید انتروپی در چاه‌گرمایی میکروکانالی سیلیکونی تحت شار حرارتی یکنواخت

Abstract

در این پژوهش به بررسی اثر میدان مغناطیسی بر عملکرد حرارتی، ترموهیدرولیکی و تولید انتروپی جریان آب در چاهگرمایی میکروکانالی سیلیکونی ذوزنقهای شکل، با چهار آرایش مختلف، به صورت سهبعدی و عددی پرداختهشدهاست. تراشه الکترونیکی متصل به کف چاهگرمایی شار حرارتی یکنواخت 50 کیلووات بر مترمربع تولید میکند. شبیهسازیها برای دبیهای جرمی 02 / 0 ، 03 / 0 ، 04 / 0 و 05 / 0گرم بر ثانیه و اعداد هارتمن صفر، 2 ، 4 ، 8 و 16 انجامشدهاست. نتایج نشان میدهد در مجموع آرایش A )ورودی به مرکز ناحیه توزیعکننده و خروجی از مرکز ناحیه جمعکننده( بهترین آرایش است. نتایج برای بهترین آرایش نشان میدهد برای همه دبی جرمیها با افزایش عدد هارتمن از صفر تا 16 ، مقاومت حرارتی بین 39 / 4 % تا 15 / 9 %، نسبت بیشینه اختلاف دمای تراشه الکترونیکی به شار حرارتی بین 81 / 1 % تا 91 / 7 % و معیار ارزیابی عملکرد بین 61 / 81 % تا 15 / 87 % کاهش و تولید انتروپی حرارتی کل بین 13 / 10 % تا 07 / 77 % افزایش مییابد. در بهترین آرایش، بهترین عملکرد از دیدگاه حرارتی برای دبی جرمی 05 / 0گرم بر ثانیه و عدد هارتمن 16 و از دیدگاه ترموهیدرولیکی و تولید انتروپی برای دبی جرمی 02 / 0 گرم بر ثانیه و عدد هارتمن صفر رخ میدهد. نتایج تحقیق حاضر میتواند بهعنوان یک ابزار در طراحی میکروپمپهای هیدرودینامیک مغناطیسی و قطعات میکروالکترونیک مورد استفاده قرار گیرد.