Mejorando el rendimiento del mini.

Sep 12, 2023

Scientific Reports volumen 12, número de artículo: 9402 (2022) Citar este artículo

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La combinación de nanofluido y efectos de disipador de calor de minicanal de sección transversal cambiante se han convertido en una opción notable para el uso de dispositivos térmicos, como dispositivos electrónicos en miniatura, que se deben enfriar de manera efectiva. En este artículo, se investiga numéricamente la comparación de la configuración tridimensional de canales rectos y ondulados con el uso de diferentes tipos de nanofluidos. Se ofrecen los efectos de la amplitud de onda y un tipo particular de fracción de volumen de (óxido de cobre CuO, Dimond Al2O3, óxido de hierro Fe3O4, óxido de titanio TiO2 y nanofluidos de plata Ag. Tres amplitudes de ondas (0,15 mm, 0,2 mm y 0,25 mm). ) y se utiliza el número de Reynold de 200 a 1000 y variedades de volumen de concentración de 0 a 0.075. Se muestra el efecto sobre la resistencia térmica, caída de presión, factor de fricción del minicanal. Se observa que la eficiencia de transferencia de calor del minicanal se mejora mucho en comparación con el canal recto en caso de agregar agua destilada como refrigerante. Los resultados indican que el nanofluido y el minicanal ondulado pueden aumentar la eficiencia hidrotermal del disipador de calor y el nanofluido Ag-agua en términos de transferencia de calor, supera En otros nanofluidos, una mejora en el número de Nusselt alcanzó el 54% en un volumen de concentración de 0,075.

En el último cuarto del siglo pasado, la invención de los dispositivos microelectrónicos trajo una revolución en la industria de la electrónica; en 1965, Moore vio esta miniatura y demostró que "cada dos años" el número de transistores en un circuito integrado se duplicaba y predijo que aumentaría. continuar en el futuro. En las últimas décadas, las limitaciones de las fuentes de energía tradicionales y los problemas de contaminación ambiental han llevado a los ingenieros a recuperar la eficiencia de los sistemas térmicos, ya que estos dispositivos producen calor durante su funcionamiento y deben extraerse continuamente para que funcionen de manera efectiva y confiable.

Para ello se utiliza un disipador de calor, ya que los disipadores de calor enfriados por aire son el equipo de enfriamiento de procesadores electrónicos más utilizado, y debido a la baja conductividad térmica y capacidad de calor del aire, estos sistemas no pueden enfriar procesadores rápidos de menor dimensión y como consecuencia el El flujo de calor es muy alto. Aunque los disipadores refrigerados por líquido tienen un rendimiento superior al de aire, mejorar el rendimiento de estos dispersantes ha llamado la atención de los investigadores, ya que los fluidos de trabajo tradicionales se caracterizan por un bajo rendimiento térmico, por lo que es necesario utilizar fluidos con mejores propiedades térmicas en lugar de los convencionales. Los líquidos se conocen como nanofluidos y tienen una mayor conductividad térmica que los líquidos convencionales, por lo tanto, la dispersión de partículas sólidas en los fluidos base puede aumentar las propiedades térmicas del fluido principal, ya que estudios recientes se centraron en mejorar la transferencia de calor utilizando líquidos a nanoescala, como experimentales y Los estudios analíticos han demostrado que la conductancia térmica de los fluidos a nanoescala es mayor que la de los líquidos convencionales y, por lo tanto, son más eficientes en los dispositivos de refrigeración.

Mohammed et al.1 han investigado numéricamente el efecto del uso de nanofluidos como refrigerante sobre el flujo de fluido y las características de transferencia de calor en un disipador de calor de microcanal rectangular (MCHS). Como líquido refrigerante se utiliza óxido de aluminio con agua. El resultado mostró que el coeficiente de transferencia de calor y la tensión de corte de la pared aumentan cuando aumenta la fracción de volumen de las nanopartículas, aunque se reduce la resistencia térmica del disipador de calor.

Gunnasegaran et al.2 investigaron numéricamente los disipadores de calor de microcanales rectangulares, trapezoidales y triangulares. El resultado mostró que se puede lograr un mayor coeficiente de transferencia de calor en disipadores de calor con un diámetro hidráulico pequeño. Se utilizó agua como fluido refrigerante en geometría tridimensional.

Farsad et al.3 presentaron un estudio numérico de un disipador de calor de microcanales (MCHS) hecho de cobre mediante el uso de tres tipos de nanofluidos nanopartículas (Al2O3–H2O, CuO–H2O y Cu–H2O) como refrigerantes. Los resultados mostraron que la capacidad de enfriamiento de un disipador de calor de microcanal de nanofluido (Al2O3/H2O) (0,08) mejora en aproximadamente un 4,5 por ciento en comparación con los disipadores de calor de microcanal de agua destilada. Además, debido a la alta conductividad térmica del nanomaterial matlic puro, se produce una mayor mejora térmica que el nanomaterial matlic de óxido.

Ho y Chen4 estudiaron experimentalmente el rendimiento térmico del nanofluido (Al2O3/H2O) como fluido refrigerante en un minidisipador de calor de canal rectangular. Los resultados mostraron que el disipador de calor enfriado por nanofluido tiene coeficientes de transferencia de calor promedio significativamente más altos y luego supera a los disipadores de calor enfriados por agua.

Sohel et al.5 examinaron experimentalmente la eficiencia térmica de un disipador térmico de minicanal rectangular con nanofluido (Al2O3 – H2O) como fluido de trabajo en lugar de agua pura. El resultado mostró que el coeficiente de transferencia de calor mejoró hasta en un 18 por ciento. El nanofluido disminuyó significativamente la temperatura base del disipador de calor (alrededor de 2,7 °C) hasta el agua pura.

Xia et al.6 estudiaron numéricamente el flujo de fluidos y la transferencia de calor en disipadores de calor de microcanales con posiciones de entrada/salida diferentes (tipo I, Z y C). Se eligió agua como fluido refrigerante de trabajo. Los resultados mostraron que la uniformidad de la velocidad del flujo es relativamente mejor para el tipo I y pobre para el tipo Z.

Sakanova et al.7 estudiaron numéricamente el disipador térmico de microcanales ondulados y la aplicación de nanofluidos. Se utilizó alúmina de diamante con agua pura como refrigerante. Se investigó una geometría tridimensional con una pared ondulada paralela superior e inferior. El resultado mostró que el efecto de la pared ondulada mejora la transferencia de calor más claramente en comparación con la mezcla de alúmina diamante. Sivakumar et al.8 estudiaron experimentalmente el rendimiento de la transferencia de calor por convección forzada en nanofluidos (alúmina Al2O3 y óxido de cobre CuO–H2O) en un disipador térmico de microcanales en forma de serpentina. Los resultados presentaron que el coeficiente de transferencia de calor del nanofluido CuO/agua ha aumentado en comparación con el Al2O3-H2O y el agua destilada.

Li et al.9 examinaron la mejora de la transferencia de calor y la generación de entropía del flujo de convección laminar de nanofluidos Al2O3-H2O en microcanales con instrumentos de control de flujo (cilindro, rectangular, saliente y ranura en V). El resultado de esta investigación mostró que el factor de fricción relativo f/f0 del microcanal del dispositivo rectangular es significativamente mayor que el de otras formas.

Liu et al.10 estudiaron numéricamente el comportamiento de disipadores minicanal con entradas no uniformes. Demostraron que el comportamiento de los disipadores de calor de minicanal puede verse influenciado realmente por la redistribución del flujo de fluido y el uso de deflectores no uniformes puede causar una disminución en la resistencia térmica general de los disipadores de calor de minicanal que oscila entre el 9,9 y el 13,1 por ciento.

Zhang et al.11 examinaron trabajos experimentales sobre la transferencia de calor y las características de caída de presión mediante el uso de dos métodos de mejora de la transferencia de calor (construcción de microaletas pasivas y nanofluidos activos) en un tubo plano de minicanal multipuerto (MMFT). El estudio demostró que el número de Nusselt aumenta hasta un 158% cuando el valor del número de Reynolds es igual a 3600.

Tang et al.12 sugirieron un nuevo diseño de disipador de calor (dispuesto en doble capa). Los resultados de su estudio muestran que la estructura de doble capa aumenta el intercambio de calor tanto en dirección horizontal como vertical y, por lo tanto, proporciona una distribución equitativa de la temperatura y una gran eficiencia de transferencia de calor.

Ghasemii et al.13 estudiaron numéricamente los efectos del nanofluido CuO-H2O en el rendimiento de enfriamiento de dos disipadores de calor de sección transversal (rectangular y de sección circular). El resultado de un contraste de canales circulares y rectangulares con números de Reynolds similares demuestra que el disipador de calor con canal rectangular tiene una menor resistencia térmica.

Feng et al.14 llevan a cabo una investigación numérica para verificar el rendimiento de un flujo laminar de líquido y la transferencia de calor en un disipador de calor de microcanal rectangular provisto de una bobina de alambre insertada. Las conclusiones presentaron que la efectividad de la transferencia de calor de un disipador térmico de microcanal aumenta mucho debido a los vórtices longitudinales creados por las bobinas de alambre. Sin embargo, la resistencia al flujo aumenta al mismo tiempo.

Abdollahi et al.15 observaron numéricamente las características de transmisión de calor y flujo de fluido del flujo de nanofluido laminar en un disipador térmico de microcanal con predisposición de entrada/salida tipo (V) utilizando diferentes nanofluidos de óxido en un fluido base agua (SiO2, Al2O3, ZnO y CuO). . Los resultados mostraron que, en comparación con otros nanofluidos estudiados, el nanofluido de SiO2 tiene una tasa de transferencia de calor más alta.

Sobamowo et al.16 examinaron las propiedades de flujo y la transmisión de calor en un disipador de calor cilíndrico y expusieron que una disminución en el ángulo de la hélice del canal y un aumento en la relación de aspecto de un canal pueden mejorar el coeficiente promedio de transferencia de calor y la caída de presión en un disipador de calor. Khodabandeh y Abbassi17 demuestran numéricamente la eficiencia térmica del disipador de calor con un microcanal trapezoidal con ángulos laterales (75°, 60°, 45°, 30°). Utilice Al2o3–H2O como refrigerante. Resulta que los finamente El canal desviado con un ángulo de 75° tiene la mayor cantidad de transferencia de calor.

Saeed y Kim18 han documentado los efectos sobre el coeficiente de transferencia de calor por convección, la temperatura base, la resistencia térmica y el volumen de concentración. Sus resultados han demostrado que, en relación con el agua destilada, el coeficiente de transferencia de calor por convección aumenta sustancialmente cuando se utilizan nanofluidos de alúmina.

Sinks et al.19 investigaron experimentalmente el análisis térmico de diversas geometrías de minicanales rectangulares, circulares, trapezoidales y cuadrados de disipadores de calor de minicanales. El estudio demostró que, en relación con otros tipos de minicanales, la potencia de bombeo necesaria para la geometría de los minicanales circulares es máxima y mínima para los minicanales rectangulares.

Naphon et al.20 examinaron experimentalmente tres técnicas para mejorar la transferencia de calor; disipador de calor de microcanal, nanofluidos y un impacto de chorro. Los resultados mostraron que una suspensión de nanopartículas en un fluido base aumenta significativamente la transferencia de calor convectivo con una intensidad de nanofluido del 0,015% en un 18,56 por ciento. Además, el coeficiente de transferencia de calor producido tiende a aumentar con un mayor diámetro de la boquilla y una reducción en la altura de la boquilla.

Ambreen et al.21 estimaron numéricamente las propiedades termofluidas de un disipador de calor que contiene 72 aletas con una sección transversal circular, donde se utilizó el nanofluido Al2O3-agua como refrigerante. La investigación anterior estableció que la adición de nanopartículas al líquido básico aumentó la tasa de mejora en el coeficiente de transferencia de calor en (8,4, 11,5, 16) por ciento con respecto a las concentraciones volumétricas (0,25, 0,5, 1)% respectivamente. Kumar y Sarkar22 analizan el trabajo experimental y numérico de las características de transferencia de calor y reducción de presión de una dispersión de calor que consta de 9 canales rectangulares paralelos y utilizan nanofluido (Al2O3–TiO2) como refrigerante. Los resultados numéricos y experimentales mostraron que la presión y el factor de fricción disminuyen al aumentar la concentración volumétrica de nanopartículas, y mezclar partículas de diferentes tipos, formas y tamaños similares no produce un efecto obvio sobre la tasa de transferencia de calor.

Sajid et al.23 investigaron un estudio experimental sobre la transferencia de calor y las características hidrodinámicas del nanofluido de TiO2 como refrigerante en un canal ondulado. Los resultados mostraron que los nanofluidos mostraron mejores características de transferencia de calor que el agua pura para todo tipo de disipadores de calor. El mayor aumento en los números de Nusselt se registró con un 40,57 por ciento, utilizando una concentración del 0,012 % de nanofluidos de TiO2.

Abdulqadur et al.24 sugirieron un nuevo diseño de canal para mejorar la eficiencia de un disipador de calor de minicanal con forma de cilindro con una ligera caída de presión potencial. El concepto era un canal híbrido recto-ondulado en el que la dirección del canal varía desde la entrada recta hasta el camino ondulado. Los resultados mostraron que, en condiciones operativas similares, la salida general de un disipador de calor de minicanal cilíndrico con un canal recto y ondulado es mayor que la de un canal recto. Se examinó el trabajo experimental y numérico utilizando agua como fluido refrigerante.

Kahani25 analizó numéricamente la eficiencia térmica de los movimientos de nanofluidos de alúmina Al2O3/agua a través de un disipador térmico de microcanal rectangular con un flujo de calor continuo. El resultado expuso que la disminución del diámetro de las nanopartículas aumenta el número de Nusselt. En el número de Reynolds 100 para una concentración en volumen del 1 por ciento de flujo de nanofluido, las mejoras máximas en el número de Nusselt alcanzaron el 38 por ciento en estas condiciones.

Tariq et al.26 han examinado numéricamente la influencia del espesor de la losa en la eficiencia total del disipador de calor del minicanal de agua. El resultado mostró que la transferencia de calor se reduce, mientras que la temperatura base aumenta y la presión disminuye, con un espesor de losa (0,2 a 1,6) mm en un minicanal.

Naranjani et al.27 investigaron numéricamente la energía hidroeléctrica y la eficiencia térmica de un canal curvo y nanofluidos como refrigerante. Como refrigerante se utilizaron nanofluidos a base de agua que contienen nanopartículas de Al2O3 con fracciones de volumen inferiores al 4 por ciento. Los investigadores demostraron que cuando se utilizan canales ondulados en lugar de canales estándar en un disipador de calor, la transferencia de calor aumenta entre un (24 y un 36) %, mientras que la capacidad de bombeo aumenta hasta un 31 por ciento, lo que da como resultado un desarrollo general del rendimiento de entre un 16 y un 24 por ciento.

Ataei et al.28 investigaron un estudio experimental de transferencia de calor y eficiencia térmica de un disipador de calor de minicanal rectangular. El rango del número de Rynolds está entre 400 y 1000. La consecuencia presentó que al usar un nanofluido híbrido Al2O3/TiO2–H2O en lugar de agua destilada, el coeficiente máximo de transferencia de calor mejoró al 16,97 % y la temperatura de la pared se redujo a 5 °C. al mínimo número de Rynolds. Otro estudio, que utiliza nanomateriales de alúmina y óxido de titanio por separado. Sadegh Moghanlou et al.29 han estudiado la transferencia de calor y la caída de presión en un disipador de calor de minicanal. El resultado de este estudio mostró que se observó una mejora del 9,30 por ciento en la transferencia de calor con solo una dispersión de 0,5 por ciento en volumen de nanopartículas de Al2O3. También se recogió (TiO2-agua) para demostrar una mejora del 4,56 por ciento en la transferencia de calor.

Qi et al.30 han estudiado experimentalmente las características hidráulicas y térmicas de los nanofluidos Fe3O4-agua que fluyen alrededor de cilindros circulares calentados con aletas perpendiculares en un disipador de calor. En su estudio, los investigadores encontraron que las condiciones de trabajo más aceptables para el mayor rendimiento de intercambio de calor son una fracción de masa de nanopartículas igual al 0,4 por ciento y una altura de aleta H igual a 3 mm y demostraron que la eficiencia térmica aumenta con la altura de la aleta.

Jilte et al.31 examinaron una nueva geometría de disipador de calor térmico concentrado de 4 canales (4 mm de ancho y 3,5 mm de profundidad) con pasajes de flujo alternativos. Sus hallazgos mostraron una mayor tasa de rechazo para el disipador de calor enfriado (Al2O3) en comparación con el agua pura y un aumento del 2% y 17% para una fracción de 0,5% y 5% en volumen, respectivamente. Los valores de flujo de calor son 50 W y 70 W para caudales de fluido que oscilan entre 30 y 180 mL/min.

Coşkun y Çetkin32. El estudio trata tanto el pin-aleta como el nanomaterial por separado; se ha examinado un estudio numérico utilizando las propiedades de las nanopartículas de trabajos experimentales anteriores. Su resultado demostró que la conductancia térmica total se maximiza insertando microaletas y utilizando una proporción de volumen de fracción definida de nanofluidos. Muhammad et al.33 investigación numérica de minicanales (Convergentes-divergentes longitudinalmente) con diferentes nanopartículas (Alúmina, Sílice y cobre), la concentración osciló entre 0 y 0,8 por ciento y Reynolds entre 200 y 2300 con un flujo de calor igual a 45Kw/m2. Las nanopartículas de alúmina tienen una tasa de transferencia de calor máxima que otros dos tipos de nanopartículas.

Naphon et al.34 realizaron un experimento con una mezcla de agua y nanofluido de TiO2 en un disipador de calor de minicanal rectangular hecho de aluminio que tiene diferentes alturas. El resultado mostró una gran mejora en la transferencia de calor con aproximadamente la misma caída de presión para los nanofluidos en comparación con el agua pura desionizada. Para los mismos autores Naphon et al.35 y para la misma geometría del minicanal rectangular se estudió experimental y numéricamente en el caso del régimen turbulento y el modelo de nanofluidos de dos fases. Los resultados mostraron que el volumen de fracción con el modelo de dos fases es más preciso que el modelo de una sola fase. Naphon et al.36 utilizan la técnica ANN (red neuronal artificial) para simular el efecto de calor y fricción en el intercambiador de calor de doble tubo de orientación horizontal. Los resultados obtenidos de la simulación de ANN en comparación con los resultados experimentales, se obtuvieron una alta precisión con un rango de error entre \(\pm \, 2.5\%\) y \(\pm \, 7.5\%\).

Naphon et al. estudian el impacto del chorro en diferentes condiciones. En 37, enfoque numérico para un modelo de dos fases de nanopartículas de TiO2 de 0,2 por ciento de intensidad. En 38, trabajo experimental para indicar la influencia de la relación entre la placa espacial y el diámetro del chorro. En las propiedades de impacto del chorro de flujo 20 estudiadas experimentalmente en un disipador de calor de microcanal, se tienen en cuenta muchos parámetros, como la fracción de volumen, el diámetro de la boquilla, el espacio entre la boquilla y el disipador de calor y la flotación de masa. La técnica In39 ANN con CFD se utiliza para simular el impacto del chorro en el disipador de calor del microcanal. En 40 se investigaron experimentalmente diferentes formas de pin-aleta (circular, cónica y rectangular). Los resultados muestran que el pasador circular tiene una eficiencia térmica mayor que el cónico y el rectangular en un 25 por ciento y un 12 por ciento respectivamente.

Otra técnica de enfriamiento es la pulsante, estudiada por Naphon et al. en dos artículos. El primero en 41 donde los autores utilizaron ANN para simular el flujo de fluido y el tubo de transferencia de calor con un campo magnético enrollado en espiral. Los resultados numéricos y experimentales comparados entre ellos producen un rango de error entre \(\pm \, 0.025\) y \(\pm \, 0.05\). En el segundo artículo, Naphon et al.42 utilizaron un enfoque diferente llamado ANFIS (sistema adaptativo de inferencia neurodifusa) para imitar el fluido y el calor en un tubo ondulado helicoidal bajo un campo magnético. Alta precisión obtenida al comparar datos numéricos y experimentales.

Line et al.43 investigaron el estudio numérico de microcanales ondulados utilizando un enfoque de volumen finito. Se examinan tres configuraciones de variables: longitud de onda, amplitud y juntas longitud de onda y amplitud. Los resultados muestran una mejora en el rendimiento para tres configuraciones en comparación con el microcanal rectangular convencional. Mustafa et al.44 examinaron el trabajo experimental y numérico. Una comparación entre tres microcanales cilíndricos diferentes, el primero tiene una configuración recta, el segundo tiene una configuración ondulada paralela y el tercero tiene una configuración helicoidal. Los resultados muestran que la forma helicoidal proporciona un mejor rendimiento hidrotermal que las formas onduladas y rectas.

Shahd et al.45 realizaron un estudio numérico para comparar el área de la sección transversal ondulada y plana de un disipador de calor cilíndrico circular en una región laminar. Se utilizó óxido de cobre con agua como fluido de trabajo. Los resultados mostraron que la superficie ondulada reduce la temperatura de la pared del disipador de calor a 20,47 °C que la temperatura de la pared del disipador de calor plano.

Zahraa et al.46 estudiaron numéricamente una comparación entre el área de la sección transversal de minicanales rectos y convergentes-divergentes. Dos tipos de nanofluidos son Fe3O4 y Ag y se utilizan mezclados con agua como fluido refrigerante. La simulación se realizó utilizando el método de elementos finitos.

Según la revisión de la literatura anterior, la tasa de transferencia de calor en un disipador de calor de minicanal depende en gran medida de la geometría del canal y del tipo de refrigerante empleado. Los investigadores han mejorado ampliamente los disipadores de calor de canales rectangulares, triangulares y circulares. Sin embargo, los disipadores de calor de canal ondulado aún se encuentran en una etapa de investigación y comprensión y se dispone de literatura mínima sobre su eficiencia hidráulica y térmica. Hay tres artículos publicados antes de abordar el estudio del flujo de fluidos y la transferencia de calor dentro de un minicanal ondulado, son las referencias 23 y las referencias 27 y 44. En la referencia 23, se investigó el estudio experimental con paredes onduladas paralelas. En las referencias 27 y 44, se muestra un estudio numérico de FVM de un disipador de calor compacto con un conjunto de ondas paralelas donde las paredes paralelas fluyen con trayectorias paralelas idénticas. En el presente trabajo, se examinó en geometría tridimensional la comparación de la tasa de transferencia de calor, la estructura del flujo de fluido y el factor de fricción en un canal específico entre rectangular y ondulado. El canal ondulado en esta obra no es paralelo, de modo que la parte superior de la pared corresponde a la parte superior de la pared paralela y la parte inferior de la pared corresponde a la parte inferior de la pared paralela, por lo tanto, el flujo en el canal ondulado expuesto a las áreas estrechas y de expansión periódicamente. El propósito de esta investigación es demostrar el impacto de la onda de las paredes del canal en dos direcciones diferentes en la mejora de la transferencia térmica de un disipador de calor de minicanal mediante el uso de cinco tipos de nanofluidos además de agua destilada como fluido de trabajo para diferente volumen de concentración y diferentes amplitudes de onda a diferentes caudales y compararlo con el canal convencional.

Los modelos físicos utilizados en el análisis numérico se muestran en la Fig. 1. El disipador de calor con MCHS rectangular (convencional) se utiliza como disipador de calor estándar para minicanales. Está compuesto de cobre y tiene un solo canal. Los parámetros geométricos del minicanal convencional son los siguientes: espesor de las paredes (t) = 1 mm; ancho del canal (Wc) = 2 mm; ancho del disipador de calor (W) = 4 mm; altura del canal (Hc) = 3 mm; altura del disipador (H) = 5 mm. Los tamaños inferiores son (4 mm × 50 mm) y se obtiene un flujo de calor uniforme de 180 kW/m2 como se muestra en la Fig. 1a desde la superficie inferior.

Diagrama esquemático de un problema presente (a) canal convencional (b) canal ondulado.

La Figura 1b muestra el disipador térmico de minicanal ondulado. Tiene las mismas dimensiones que un disipador de mini canal rectangular. El único cambio es que la trayectoria del flujo del fluido es una curva coseno expresada por la siguiente ecuación:

donde Y = S, 50 N\(\ge S\ge 0\) = 0,25 (mm), A: Amplitud ondulada = 0,15, 0,2 y 0,25 (mm).

En este trabajo, se exploró la geometría tridimensional con dos dominios computacionales para mostrar claramente el efecto de las variables sobre la tasa de transferencia de calor y la estructura del flujo de fluido. El primer dominio es el dominio computacional del fluido que representa la región donde el flujo de fluido y el modo de transferencia de calor por convección, mientras que el segundo dominio es el dominio computacional sólido donde representa el modo de transferencia de calor por conducción, donde está hecho de cobre. Para ambos dominios, los supuestos apropiados y las condiciones de contorno se desarrollan con alta precisión para obtener una solución lógica y correcta. En este estudio se hacen una serie de suposiciones sobre la condición operativa de un minicanal para simplificar el análisis:

El flujo del fluido de trabajo es laminar, de estado estacionario, incompresible y de una sola fase a través de un canal (donde el fluido está solo en su estado líquido).

La fuerza de gravedad es insignificante.

El flujo de calor era constante y se suministraba a la base del disipador de calor.

La superficie de un disipador de calor de minicanal está efectivamente aislada.

El modo de transmisión del calor, la radiación, se considera insignificante.

En este trabajo se presentó la geometría tridimensional del problema conjugado (problema fluido-sólido). Sobre la base del supuesto anterior, la ecuación rectora de este modelo es la siguiente:

(Continuidad). (conservación de masa) ecuaciones para el fluido (un refrigerante) 43,44:

Ecuaciones de momento en coordenadas cartesianas x, y y z, dadas como:

Las ecuaciones de energía para el fluido (un refrigerante):

Las ecuaciones de energía para el dominio sólido:

La velocidad en la entrada estuvo dada por el perfil apropiado que tiene el valor máximo (uin), mientras que otros componentes de la velocidad son iguales a cero.

La temperatura de la entrada del líquido refrigerante (293 k).

La presión a la salida se realiza con 0 Pa.

Flujo de calor constante de 180 kW/m2 recibido en la base del canal.

No hubo pérdida de calor en ninguna de las superficies externas.

Proporcionando condiciones límite apropiadas para la velocidad y la temperatura en la sección de entrada. Con base en estos valores en la sección de entrada, se resuelven las ecuaciones rectoras de continuidad, momento y energía.

Número de Reynolds Re, diámetro hidráulico (Dh) se define de la siguiente manera:

La caída de presión (Δp) entre la entrada y salida del disipador térmico minicanal, el factor de fricción (f) y la resistencia térmica (Rth) están determinados por14:

donde, \(pin\) y \(pout\) son la presión estática en la entrada y salida del disipador de calor del minicanal, Q: transferencia de calor total, \(Q={q}_{in}*{A}_ {s}\); donde qin es el flujo de calor en la superficie inferior del disipador de calor; As es el área del disipador de calor del minicanal en la base y se expresa como As = W × L.

El número de Nusselts Nu se calcula mediante 14:

donde, kf: conductividad térmica del fluido, Twm: temperatura media del disipador de calor, Aht: área de superficie de contacto del fluido de trabajo y el minicanal del disipador de calor y se expresa, Tout: temperatura del fluido a la salida.

Los fluidos de trabajo utilizados en el presente estudio son [(Al2O3–H2O), (CuO–H2O), (TiO2–H2O), (Fe3O4–H2O) y (Ag–H2O)] nanofluidos y nanopartículas con propiedades termofísicas que se pueden obtener en la Tabla 1. .

Las características termofísicas de los nanofluidos se estimaron utilizando las siguientes relaciones:

La densidad y el calor específico de los nanofluidos se calcularon utilizando el modelo de Sakanova et al.7:

La conductividad térmica y la viscosidad de los nanofluidos se calcularon utilizando el modelo7:

En el presente trabajo se utilizó el programa Comsol Multiphysics para simular y resolver problemas tridimensionales de calor y flujo en minicanal.

Un módulo CFD en Comsol Multiphysics construido sobre un método de elementos finitos con un enfoque de Galerkin para resolver las ecuaciones diferenciales parciales que gobiernan el dominio del problema (continuidad, momento y energía para dominios sólidos y fluidos).

Para garantizar que la rejilla de malla sea precisa, el examen se llevó a cabo tomando varios tipos de malla diferentes (normal, fina, más fina y extremadamente aleta) para un mini canal rectangular (Fig. 2). Tipos de malla probados y explicados en la Tabla 2, cada tipo contiene el número de dominios de elementos, elementos de frontera y elementos de borde calculando el número de Nusselt promedio en contacto de superficie caliente entre el dominio sólido y fluido como variable dependiente, ya que el número de Nusselt es un parámetro global. , Se seleccionó la malla fina por tener un error mínimo. Se han evaluado el número de Nusselt y la temperatura máxima (Tmax) para cada malla para un disipador de calor de minicanal convencional con un número de Reynolds Re 400 y un flujo de calor de 180 kW/m2. El error relativo de los parámetros elegidos se calculó utilizando la siguiente ecuación35

Distribución de malla de un dominio computacional (a) canal convencional (b) canal ondulado.

donde Z significa cualquier parámetro; como el número de Nusselt, las caídas de presión, el factor de fricción y la temperatura, Z1 y Z2 significan los valores variables obtenidos tanto de las rejillas más finas como de otras rejillas29. La tabla 2 ilustra esto. La independencia de la malla de la solución estuvo garantizada por la malla "fina", que permitió un tiempo de ejecución óptimo. Se compararon dos modelos de análisis CFD previos para garantizar la precisión de los datos. El primer modelo se asoció a 14, quienes ejecutaron un análisis numérico para investigar el calor y el flujo en el disipador térmico rectangular (MCHS) equipado con inserciones de bobina utilizando el software basado en (FVM): ANSYS CFX I (www.ansys.com). Las Figuras 3 y 4 muestran una comparación de las simulaciones actuales de COMSOL 5.6 (www.comsol.com) con los cálculos disponibles, donde se observa una buena concordancia entre los dos enfoques. La otra validación fue con 7, quien acompañó una investigación numérica para explicar la influencia de una estructura de canal corrugado y un nanofluido en la aplicación de las características de transferencia de calor de un disipador de calor de microcanal. Con este análisis se llevó a cabo la validación y se observó un buen consenso en las Figs. 5, 6, 7 y 8.

Comparación de los contornos de temperatura y velocidad entre el trabajo actual y el de Feng et al.14 en una sección transversal (x/L = 0,625) en un microcanal en Re = 663 y qw = 400 kW/m2.

Validación del código con Feng et al.14 mediante comparación de la variación del número de Nusselt (a) y el factor de fricción con el número de Reynolds (b).

Comparación del vector de velocidad del canal rectangular a lo largo del eje z con Sakanova7.

Comparación de la investigación actual con la ruta de distribución de temperatura de Sakanova et al a través del canal rectangular.

(a) Resistencia térmica y (b) dependencia de la caída de presión en Re para MCHS rectangular que utiliza agua pura.

( a ) Resistencia térmica y ( b ) dependencia de la caída de presión en Re para MCHS rectangular utilizando diamante (5%) – nanofluido de agua como refrigerante.

Se debe estudiar la distribución del flujo de calor y fluido en los minicanales porque tiene un efecto directo sobre la eficiencia de enfriamiento.

La Figura 9 demuestra la distribución y magnitud de la velocidad para un canal rectangular y ondulado con diferente amplitud a lo largo del eje y (A = 0, 0,15, 0,2 y 0,25) con un número de Reynolds Re = 800 y Ag (7,5%) como refrigerante. Debido a su estructura ondulada, la velocidad del fluido aumentará con el aumento de la amplitud de la onda, tal como alcanzó en el canal rectangular (0,49 m/s) y en la forma ondulada que alcanzó (0,65, 0,72, 0,81). m/s según la amplitud de la onda (0,15, 0,2, 0,25) mm respectivamente, donde la forma ondulada da una actividad y un impulso adicional a la energía cinética, como resultado de reducir la capa adyacente en el área de la cintura lo que provoca un aumento la masa de fluido que fluye aumenta así la energía cinética del fluido. La velocidad máxima en la dirección y se mueve desde la línea central a los picos con curvas y se acelera el flujo junto a los picos ondulados. Por lo tanto, las capas hidrodinámicas y térmicas del borde son cada vez más delgadas. Por tanto, se produce una mejora en el coeficiente de transferencia de calor.

Efecto de las paredes corrugadas sobre la magnitud de la velocidad en φ = 0,075, Re = 800, q_w = 180 kw/m2 para amplitud (A) = 0, 0,15, 0,2 y 0,25.

Para explicar la distribución de temperatura a lo largo de las superficies de interacción entre el fluido y el sólido en varias formas de nanofluido disipador de calor de minicanal (Ag), se seleccionó un nanofluido con un número de Reynolds Re = 800 y una concentración de volumen de nanofluido (0,075) en las mismas condiciones de entrada (Estaño). = 293 K) como se muestra en la Fig. 10. La temperatura aumenta desde la entrada hasta la salida a lo largo de la dirección y para varios canales. Una máxima dispersión de calor desde un mini disipador de calor de canal tiene lugar en la entrada debido a una variación máxima de temperatura entre un Temperatura del canal y del fluido de entrada. Como el proceso de transferencia de calor ocurre por convección entre las paredes del canal y el fluido que fluye a través de él, también surge la transferencia de calor en función de la cantidad de variación de temperatura entre una superficie y un fluido, donde ocurre la mayor transferencia de calor. al inicio de la corriente porque la temperatura del fluido es pequeña y por lo tanto la variación de temperatura es alta y por lo tanto aumenta la transferencia de calor desde una superficie al fluido refrigerante, aumentando así su temperatura durante su flujo en la corriente y, en consecuencia, la diferencia de temperatura. disminuye cuando la corriente se agota y la transferencia de calor disminuye. Por tanto, notamos el aumento de temperatura a lo largo del eje Y. La temperatura más alta del disipador de calor del minicanal con el canal ondulado es menor que la de un canal rectangular y disminuye con el aumento de la amplitud ondulada (A) como se muestra en la Fig. 10 por razones que las discutiremos en la sección “Efecto de un muro ondulado de MCHS”.

Efecto de las paredes corrugadas sobre la distribución de temperatura en φ = 0,075, Re = 800, q_w = 1,85E5 w/m2 para amplitud (A) = 0, 0,15, 0,2 y 0,25.

Para evaluar los efectos de la pared ondulada del minicanal, al principio se utilizó agua destilada como fluido refrigerante. La Figura 11 muestra la resistencia térmica, el factor de fricción y la caída de presión frente al número de Reynolds para un disipador de calor de minicanal convencional y totalmente ondulado. De la Fig. 11a, se muestra que la relación de resistencia térmica) es la resistencia que muestra el componente a la transferencia de calor por conducción a través de su espesor y aumentarla significa aumentar la capacidad del elemento para aislar térmicamente (y el número de Reynolds (Re) son inversos proporcionalidad. La resistencia térmica se reduce a medida que aumenta el número de Reynolds debido a un mayor caudal y efectos de dispersión térmica. Esto es evidente que en todos estos casos (A) = 0,25 mm tienen una resistencia térmica mínima. También está claro que el canal rectangular La resistencia térmica es mayor que la de todos los canales ondulados. La comparación entre un canal ondulado y un rectángulo muestra una diferencia importante en la eficiencia de la transferencia de calor. En la Fig. 11b, indica la relación inversamente proporcional del factor de fricción (f) y el número de Reynolds ( Re) A medida que aumenta el número de Reynolds, el factor de fricción disminuye. Se puede ver el valor más bajo del factor de fricción en un canal rectangular. Además, es obvio que el factor de fricción (f) de un canal ondulado con una amplitud ondulada (A) = 0,25 mm. es mayor que todos los casos ondulados. Estos efectos son el resultado de un aumento en la fuerza de arrastre que resulta del reprocesamiento de un flujo y del cambio de su trayectoria dentro del canal ondulado. El factor de fricción (f) aumenta con el aumento de la amplitud de la onda como resultado de la alta reducción de la presión persuadida por el aumento de la objeción del flujo con una trayectoria ondulada.

Relación entre (a) resistencia térmica (Rth) (b) factor de fricción (f) (c) caída de presión y (d) número de Nusselt versus Reynolds (Re) en canal rectangular y canal ondulado.

En la Fig. 11c, también se puede encontrar que la relación entre una caída de presión y el número de Reynolds (Re) es proporcional. Con un aumento del número de Reynolds (Re), también aumenta la caída de presión. Está claro que el canal corrugado tiene una mayor caída de presión que un canal convencional. Con una amplitud de onda alta, más se producen las caídas de presión debido a las interrupciones del flujo debido a las variaciones en la orientación del canal y el flujo secundario en un canal ondulado creado y los contactos entre los vórtices y las paredes del canal a menudo aumentan las pérdidas de presión del disipador de calor. .

La Figura 11d muestra la relación del número de Nusselt entre un minicanal rectangular y un canal ondulado para varios casos. Se puede esperar que aumente la transferencia de calor en cualquier canal ondulado en relación con un canal rectangular. Independientemente de la configuración del canal, el (número de Nusselt) aumenta al aumentar el número de Reynold a un costo de mayor potencia de bombeo Pp. Con el aumento de Reynolds, la capa límite térmica en los canales disminuye a medida que aumenta el gradiente de temperatura cerca de las paredes del canal, lo que contribuye a una mayor transferencia de calor. El flujo de fluido a través de ondas está sujeto a una fuerza centrífuga que interrumpe un campo de flujo y que puede resultar en una recirculación de fluidos27.

El flujo secundario del canal que mueve el líquido desde la parte central de este canal hasta su pared caliente y desde las áreas adyacentes a las paredes del canal hasta la parte central del canal es inducido por la recirculación del fluido, por lo que la fuerza de un flujo secundario, aumenta cuando se aumenta el número de Reynolds. Además, las variaciones en la curvatura de una pared de un canal provocan cambios en la orientación de los vórtices en un canal. Como resultado de que un fluido es interceptado por una trayectoria ondulada durante su flujo, lo hace más efectivo en la transmisión del movimiento, ya que las áreas de estrechamiento de la onda actúan como un acelerador, seguidas de áreas donde el área de flujo aumenta. Esta secuencia crea una especie de estratificación entre las capas del fluido que fluye que lo hace más efectivo. La mejora de la eficiencia térmica en un disipador de calor con canales ondulados se debe a un aumento en una región de transferencia de calor y a la formación de vórtices de flujo secundario que intensifican la convección. Como se induce una mejora de la transferencia de calor en dos partes, a saber, aumentar el área de contacto entre la superficie de una transferencia de calor y el fluido de enfriamiento, y la otra parte es cambiar la dirección del flujo continuamente entre dirigir el flujo hacia adentro en el estrechamiento. áreas, seguido de dirigir el flujo hacia afuera hacia las paredes laterales en las áreas de expansión, y esta dirección ocurre periódicamente hasta el final de la corriente.

En la Fig. 12, se ve que la resistencia térmica del canal ondulado con nanofluidos (CuO) y agua como refrigerante disminuye cuando aumenta el número de Reynolds. Además, al aumentar la fracción de nanopartículas, la resistencia térmica se redujo aún más. Esta disminución en la resistencia térmica podría interpretarse como una mayor conductividad térmica del nanofluido que el agua pura. Esto se debe al aumento de las propiedades termofísicas debido a la adición de nanopartículas termoconductoras al agua como fluido base.

Resistencia térmica versus número de Reynolds para canal ondulado: (a) Amplitud ondulada (A = 0,15 mm). (b) Amplitud ondulada (A = 0,2 mm). (c) Amplitud ondulada (A = 0,25 mm).

En la Fig. 13, se seleccionó el nanofluido AL2O3 con varias concentraciones de volumen (φ) para ilustrar los efectos del nanofluido sobre el factor de fricción y se encontró que el factor de fricción es mayor para los nanofluidos y aumenta junto con el aumento de la onda. amplitud y volumen de concentraciones (φ) y disminuyen con el aumento del número de Reynolds. También vale la pena señalar que, en lugar de fluido puro, es posible que el uso de nanofluido como refrigerante provoque un aumento adicional en la caída de presión en comparación con el agua destilada debido a la presencia de nanopartículas sólidas en el nanofluido que provocan un aumento en la viscosidad y densidad del nanofluido, lo que provoca un aumento del factor de fricción. El factor de fricción disminuye al aumentar el número de Reynolds porque el factor de fricción y la velocidad tienen una relación inversa.

Factor de fricción versus número de Reynolds para canal ondulado: (a) Amplitud ondulada (A = 0,15 mm). (b) Amplitud ondulada (A = 0,2 mm). (c) Amplitud ondulada (A = 0,25 mm).

La Figura 14 representa la caída de presión versus el número de Reynolds, que muestra que las pérdidas de presión más altas se correlacionan con el aumento en la eficiencia de transferencia de calor de un disipador de calor logrado usando nanofluidos en comparación con el fluido estándar. Esto se debe a una mayor viscosidad del nanofluido. Con el aumento de la fracción de volumen de nanopartículas, aumentan las interacciones entre nanopartículas, lo que conduce a un aumento en la viscosidad real de los nanofluidos. Por lo tanto, la potencia de bombeo necesaria para impulsar un refrigerante en un disipador de calor aumenta con el aumento de la fracción de volumen de nanopartículas.

Muestre el efecto del nanofluido usado como refrigerante sobre la caída de presión.

Los canales ondulados se examinan numéricamente para determinar la transferencia de calor tridimensional utilizando diferentes nanofluidos, como nanofluidos de agua (Al2O3, CuO, TiO2, Fe3O4 y Ag) como refrigerante. El rango de concentración en volumen está entre 0,025 y 0,075 por ciento y el número de Reynolds entre 200 y 1000. Para determinar la influencia del volumen de concentración de nanopartículas en la resistencia térmica total, se elige el caso de Reynolds alto y bajo. Según el resultado de la Fig. 15. En general, todos los tipos de nanopartículas se mueven en la misma dirección, que es la disminución de la resistencia térmica con un aumento en la proporción de concentración de nanomateriales. En las Fig. 15a yb, también se ha encontrado que la resistencia térmica disminuye al aumentar el número de Reynold. El nanofluido de Ag mostró el valor de resistencia térmica más bajo en todas las concentraciones y para ambos números de Reynolds. La resistencia térmica bruta disminuye a medida que aumenta la fracción de volumen de las nanopartículas. El nanofluido (Ag-agua) tiene la resistencia térmica más baja en comparación con otras formas de nanofluido porque El nanofluido (Ag-agua) tiene una mejor conductividad térmica. A continuación se puede explicar la influencia de los nanofluidos. Tanto la conductividad térmica como la viscosidad dinámica mejoran con la presencia de nanopartículas en los fluidos base, seguida de una reducción de la capacidad calorífica. También es posible aumentar el coeficiente de transferencia de calor por convección aumentando la conductividad térmica. Al mismo tiempo, la viscosidad dinámica aumenta y la capacidad calorífica disminuye, lo que hace que disminuya la velocidad media de los nanofluidos.

Resistencia térmica general versus concentración de volumen de varios tipos de nanofluidos (a) Re = 200, (b) Re = 1000.

La Figura 16 muestra la influencia del volumen de concentración en el número de Nusselt para diferentes formas del canal en el número de Reynolds (Re = 200). En situaciones en las que se utilizan nanofluidos como refrigerantes, el número de Nusselt (Nu) es mayor que el que utiliza agua al enfriar el disipador de calor. Esto se atribuye principalmente a una mayor eficiencia térmica de los nanofluidos en comparación con un fluido base. Esto conduce a un aumento en la contribución de la conducción de calor a la transmisión total de energía y aumenta al aumentar la proporción del volumen de una nanopartícula. Esto es atribuible al aumento del área general de transferencia de calor entre la nanopartícula y un fluido base, y al aumento en la velocidad de colisión de la nanopartícula lo que aumenta el movimiento browniano de la partícula, provocando un aumento en la conductividad térmica efectiva de la mezcla27. La Figura 17 muestra el efecto del tipo de nanopartículas sobre el factor de fricción, donde Ag tiene los valores máximos y Al2O3 tiene los valores mínimos para f.

Muestra el número de Nusselt (Nu) frente a la concentración de volumen para diferentes canales.

Factor de fricción del canal ondulado (A = 0,15 mm) y concentración de volumen (ϕ = 5%) para varios nanofluidos con número de Reynolds.

La Figura 18 muestra la temperatura máxima para diferentes fluidos de trabajo; El agua destilada, los nanofluidos Al2O3–H2O, TiO2–H2O, CuO–H2O, Fe3O4–H2O y Ag–H2O se consideran refrigerantes en el canal ondulado (A) = 0,15 mm para los diferentes números de Reynolds (Re). Al aumentar la velocidad, la temperatura de la pared de un minicanal desciende. Debido a la ley de enfriamiento de Newton, el coeficiente de transferencia de calor tiene una relación inversa con la variación de la temperatura.

muestra la temperatura máxima del mini canal para diferentes nanofluidos en el canal ondulado (A = 0,15 mm) para los diferentes números de Reynolds (Re).

donde, h: coeficiente de transferencia de calor (w/m2 k), A:área superficial (m2), \(\nabla T\): variación de temperatura (k).

El nanofluido Ag-H2O, que tiene la mayor mejora en la transferencia de calor en comparación con otros nanofluidos, mostró el valor de temperatura más bajo en las paredes de un minicanal, como se muestra en la Fig. 18. Para ilustrar el efecto de las fracturas volumétricas en la temperatura de las paredes para los diversos canales estudiados se seleccionó (CuO-agua) con diferentes concentraciones de volumen. Como se muestra en la Fig. 19 para minicanal rectangular (a) y ondulado con diferente amplitud ondulada (A = 0,15, 0,2, 0,25) mm en (b) , (c) y (d) respectivamente. Demostró que si las fracciones de volumen de nanopartículas (φ) aumentan, la temperatura de la pared disminuye. Esto se debe a un aumento en el área general de transferencia de calor entre las partículas y un fluido base, y a una mejora de la tasa de impacto de las nanopartículas que aumenta el movimiento browniano de las partículas, lo que provoca una mejora de la conductividad térmica de la mezcla.

Muestre la relación entre la temperatura máxima de la pared y el número de Reynolds de diferentes tipos de disipadores de calor de minicanal.

La influencia combinada del número de Nusselt y el factor de fricción se empleó para medir el comportamiento hidrotérmico general del canal ondulado usando PEC como se muestra en la ecuación. (20)27

donde el subíndice (oey) representa un disipador de calor convencional y un minicanal ondulado.

La Figura 20 representa la relación entre un factor de rendimiento térmico y un número de Reynold para un canal ondulado con diferente amplitud ondulada (A) y agua destilada como fluido de trabajo. En este análisis, queda claro que un factor de eficiencia térmica mayor que la unidad en todo el rango del número de Reynold y casi aumenta con un aumento en el número de Reynold. Además, cuando aumenta la amplitud de una onda, aumenta el factor de rendimiento térmico. Esto implica que el aumento en la pérdida de presión puede equilibrarse con una mejora en la transferencia de calor cuando se utilizan minicanales ondulados en comparación con los minicanales rectangulares.

Variación del factor de rendimiento térmico versus el número de Reynold para canales ondulados con varias amplitudes onduladas (A) en agua destilada como refrigerante.

En un estudio presente, la transferencia de calor se mejoró mediante dos métodos, uno de los cuales es de bajo costo, que consiste en corrugar las paredes, y el otro método rentable es el uso de diferentes nanofluidos, y los dos métodos han demostrado su eficacia para aumentar la tasa de transferencia de calor a través de resultados probados. Donde se realizó un análisis numérico entre el disipador de calor de minicanal rectangular y ondulado y las características del flujo de fluido utilizando cinco nanofluidos diferentes, a saber, Al2O3–H2O, óxido de cobre (Cuo–H2O), óxido de titanio (TiO2–H2O), óxido de hierro (Fe3O4– H2O) y plata (Ag–H2O). Investiga los impactos de la amplitud de una onda, el número de Reynold y la fracción de volumen de varios nanofluidos. Si se utiliza agua como refrigerante, la eficiencia de refrigeración del minicanal rectangular convencional se ve superada por el disipador de calor del minicanal ondulado. Además, cuanto mayor es la amplitud de un canal ondulado, menor es la resistencia térmica que genera una caída de presión adicional. En esta investigación, se examinó el rendimiento de cinco tipos de nanofluidos. Todos ellos demuestran la mejor aplicación del enfriamiento respecto al agua destilada y la existencia de nanofluidos, sin embargo, aumentan la caída de presión y el factor de fricción. El nanofluido Ag-H2O supera a todos los demás nanofluidos al tener un coeficiente de transferencia de calor más alto y la resistencia térmica más baja. Reemplazar el canal convencional por un canal ondulado en un disipador de calor da como resultado un aumento del 28 al 52 % en el número de Nusselt.

Los conjuntos de datos utilizados y/o analizados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente previa solicitud razonable.

Amplitud de ondulado

Calor específico a presión constante (KJ/kg K)

Diámetro hidráulico (m)

Factor de fricción de abanico

Coeficiente de transferencia de calor (W/km2)

Altura del canal y canal.

Conductividad térmica (W/m·K)

Longitud del disipador (m)

número de ondulación

número de nusselt

número de prandtle

Velocidad de entrada (m/s)

Caída de presión (Pa)

Presión (Pa)

Flujo de calor (W/cm2)

Flujo de calor total

Resistencia térmica total (K/W)

número de reynolds

Grosor del disipador de calor

Temperatura (K)

Velocidad del flujo (m/s)

Ancho del disipador y canal.

Distancia horizontal y vertical (m)

Las coordenadas cartesianas (m)

Viscosidad dinámica (kg s/m)

Densidad (kg/m3)

Fracción de volumen de nanopartículas

Canal

Método de volumen finito

Líquido

Entrada

nanofluido

Dominio sólido

Partículas sólidas

Máximo

Conducción

Convección

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Google Académico

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Descargar referencias

Facultad de Ingeniería, Departamento de Ingeniería Mecánica, Universidad de Babylon, Ciudad de Babylon, Irak

Zahra H. Sadon, Farooq H. Ali y Hameed K. Hamzah

Departamento de Ingeniería de Técnicas de Refrigeración y Acondicionamiento de Aire, Colegio Universitario Al-Mustaqbal, Babylon, 51001, Irak

Azher M. Abed

Departamento de Ingeniería Mecánica, Universidad Ferdowsi de Mashhad, Mashhad, Irán

M. Hatami

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Todos los autores contribuyeron en la sección matemática, modelación, redacción y análisis de resultados.

Correspondencia al señor Hatami.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Saadoon, ZH, Ali, FH, Hamzah, HK et al. Mejora del rendimiento del disipador de calor de minicanal mediante el uso de canales ondulados y diferentes tipos de nanofluidos. Representante científico 12, 9402 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-13519-0

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Recibido: 10 de febrero de 2022

Aceptado: 25 de mayo de 2022

Publicado: 07 de junio de 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-13519-0

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