پژوهشی در باب میکروکانال های مماسی
این مطالعه به بررسی دینامیک جریان در یک میکروکانال مربعی زیگ زاگ میپردازد که در معرض جریان حرارتی خارجی یکسان (شرایط مرزی حرارتی H2) قرار دارد. ویژگی های انتقال حرارت و جریان سیال با استفاده از نرم افزار CoventorWareTM مورد مطالعه قرار گرفت. مطالعات عددی با استفاده از میکروکانال هایی با قطر هیدرولیکی در بازه ۱۰۰ µm تا ۳۰۰µm برای عدد رینولدز بین ۲۵ و ۵۰۰ انجام شد. زاویه ای که هر بازوی میکروکانال زیگ زاگ در راستای محور میسازد از ۱۰˚ تا ۳۰˚ با میزان افزایش ۱۰˚ متغیر است. تاثیر تعداد گردش ها در یک واحد تکرار شونده برای یک طول مشخص از میکروکانال نیز در این مطالعه مورد بررسی قرار گرفته است. عدد ناسلت و عدد پواسلیدر یک میکروکانال زیگ زاگ نسبت به این مقادیر در یک میکروکانال مربع مستقیم با ابعاد هندسی مشابه بسیار متفاوت است. این دو پارامتر با افزایش مقدار Re برای میکروکانال های زیگ زاگ با ابعاد هنرسی ثابت افزایش میابد. تاثیر هر یک از این پارامترها در افزایش هر دو عدد ناسلت و پواسلی برای یک مقدار مشخص از عدد رینولدز موثر است. در این رابطه، افزایش و تقویت با افزایش تعداد گردش ها در بالاترین مقدار خود است درحالیکه با افزایش در قطر هیدرولیکی در کمترین مقدار است. افزایش و تقویت در دو عدد ناسلت و پواسلی با استفاده از پروفایل جریان در میکروکانال ها شرح داده شده است.
کانال هایی با قطر هیدرولیکی کمتر از ۱۰۰۰ µm در مطالعات بعنوان میکروکانال شناخته میشوند. این کانال ها میتوانند مقطع عرضی دایره ای، مثلثی، مستطیلی و ذوزنقه ای داشته باشند. از دیرباز میکروکانال ها از سیلیکون ساخته میشدند، بطور عمده دلیل آن این است تکنیک های ساخت برای صنعت میکروالکترونیک توسعه یافته اند. با پیشرفت تکنیک های ساخت، میکروکانال های امروزی با استفاده از مواد اولیه ای از دسته پلیمرها (PDMS, PMMA) گرفته تا فلزات (مس، آلومینیوم) و سرامیک ها (شیشه، کاربید سیلیکون ) ساخته میشدند. تکنیک های امروزی ساخت شامل روش پرداخت شیمیایی، ماشین کاری میکرونی مکانیکی ، قالب زنی، ماشین کاری لیزری و LIGA. مزیت های استفاده از میکروکانال ها در هر دستگاهی شامل موارد زیر است، ۱) ضریب افزایشی انتقال حرارت ۲) مقدار افزایشی چگالی مساحت سطحی ۳) تراکم. اشکالات اصلی بکارگیری میکروکانال ها عبارت است از افت فشار شدید و رسوب گذاری (فولینگ). افت فشار همراه با یک نرخ جریان ویژه با قطر هیدرولیک کانال رابطه معکوس دارد. بنابراین با کاهش در اندازه کانال، افت فشار به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. رسوب گذاری نیز عامل دیگری است که بر تجاری سازی میدان میکروفلوئیدی تاثیر منفی دارد. شکل گیری رسوبات بر دیواره های یک میکرو کانال میتواند به میزان قابل توجهی اندازه کانال ها را کاهش دهد و بهمین ترتیب مقاومت حرارتی و افت فشار را افزایش دهد. تکنیک های کنونی برای ساخت قطعات میکروفلوئیدی میتواند از جداسازی موقت قطعات آنها را به منظور پاک سازی ممانعت کند. محققان در حال حاضر در حال بررسی روشهایی برای کاهش دادن مسئله رسوب گذاری در میکروکانال ها هستند.
فهرست
- دینامیک جریان سیال در یک میکروکانال مربعی زیگ زاگ حرارت دیده
- تجزیه و تحلیل تولید آنتروپی و انتقال حرارت همرفتی جریان نانو سیال Al2O3 در یک میکرو سینک حرارتی تانژانتی
- مدل سازی تحلیلی جریان سیال و انتقال حرارت در چاه های گرمایی میکروکانال/نانوکانال
- تحلیل جریان سیال و انتقال حرارتی در میکروکانالهای غیر خطی
لطفاً براي ارسال دیدگاه، ابتدا وارد حساب كاربري خود بشويد