منبع حرارتی میکروکانال، شبیه سازی با انسیس فلوئنت

توضیحات

شرح پروژه منبع حرارتی میکروکانال

در این پروژه، به شبیه سازی منبع حرارتی میکروکانالی که توسط یک کانال مسی جامد دارای دیواره شار حرارتی احاطه شده است، با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) پرداخته ایم.

هندسه این پروژه توسط نرم افزار ANSYS Design Modeler به صورت سه بعدی طراحی شده است و مش بندی آن با نرم افزار ANSYS Meshing انجام شده است. نوع مش ساختاریافته بوده و تعداد سلول های محاسباتی 1500000 می باشد.

روش های استفاده شده

دستگاه های الکترونیکی با ابعاد میلی متری به دلیل سرعت تولید حرارت بالا دائماً نیاز به خنک کننده دارند. مبدل های حرارتی ماکرو و رادیاتورها برای خنک کردن این دستگاه ها به اندازه کافی کارآمد نیستند و گرما را با مگاوات بر متر مربع تولید می کنند. شرایط مرزی تناوبی هندسه میکروکانال واقعی را با کمترین هزینه محاسباتی شبیه سازی می کند. شار حرارتی روی دیوار میکروکانال برابر با 243507.0629 W/m2 است. جریان آب با سرعت 0.59 m.s-1 و دمای 297K وارد مرز ورودی می شود و از طریق یک مرز خروجی فشار از حوزه محاسباتی خارج می شود. مدل جریان آرام و معادله انرژی به ترتیب برای حل معادلات سیال و محاسبه توزیع دما فعال هستند.

نتایج شبیه سازی منبع حرارتی میکروکانال

در نهایت، کانتورهای مربوط به بردارهای فشار، سرعت، دما و سرعت به دست می‌آیند. همانطور که در کانتور دما مشاهده می شود، جریان آب دمای میکروکانال را کاهش داده است که نشان دهنده توانایی آن در خنک کردن دستگاه های الکترونیکی است. شار گرمایی جذب شده توسط جریان آب باعث می شود دمای آن از 297 کلوین در ورودی به 304.64 کلوین در خروجی افزایش یابد.