Efectividad en la refrigeración de un disipador de calor en presencia de una estructura porosa TPMS comparando dos direcciones de flujo diferentes
Autores: Saghir, Mohamad Ziad; Rahman, Mohammad M.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Efectividad en la refrigeración de un disipador de calor en presencia de una estructura porosa TPMS comparando dos direcciones de flujo diferentes
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Superficie mínima periódica triangular
Medición experimental
Modelos numéricos
Medio poroso de espuma
Estructura porosa TPMS
Convección forzada
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La superficie mínima periódica triplemente (TPMS) está recibiendo mucho interés entre los investigadores. La ventaja de utilizar esta estructura TPMS es la capacidad de diseñar una estructura basada en la necesidad de ingeniería. En el contexto actual, se realizaron mediciones experimentales y se compararon con modelos numéricos utilizando un medio poroso de espuma y una estructura porosa TPMS, lo que llevó a una calibración precisa del modelo. Un medio poroso, espuma metálica, fue calentado experimentalmente en la parte inferior, y se investigó la convección forzada para diferentes condiciones de calentamiento. Luego, la espuma porosa fue reemplazada por un TPMS, y el experimento se repitió bajo condiciones similares. Los datos experimentales se compararon con el modelo numérico utilizando el software COMSOL. Además de la precisión del modelo, el TPMS mostró una condición de calentamiento uniforme en contraste con el caso de la espuma metálica. En una etapa posterior, se utilizó el modelo numérico para investigar la importancia de la dirección del flujo (dos direcciones de flujo) en el enfriamiento de superficies calientes. El primer flujo fue paralelo a la superficie caliente, y el segundo perpendicular a la superficie caliente. La estructura TPMS se ubicó en la parte superior de la superficie caliente y actuó como un aleta en ambos casos. El número de Nusselt superó 80 en presencia del TPMS. A medida que la porosidad del TPMS disminuye por debajo de 0.7, se observa una caída de presión más considerable. El criterio de evaluación del rendimiento se encontró que era mayor que 70 cuando la porosidad de la estructura TPMS era 0.8.
Descripción
La superficie mínima periódica triplemente (TPMS) está recibiendo mucho interés entre los investigadores. La ventaja de utilizar esta estructura TPMS es la capacidad de diseñar una estructura basada en la necesidad de ingeniería. En el contexto actual, se realizaron mediciones experimentales y se compararon con modelos numéricos utilizando un medio poroso de espuma y una estructura porosa TPMS, lo que llevó a una calibración precisa del modelo. Un medio poroso, espuma metálica, fue calentado experimentalmente en la parte inferior, y se investigó la convección forzada para diferentes condiciones de calentamiento. Luego, la espuma porosa fue reemplazada por un TPMS, y el experimento se repitió bajo condiciones similares. Los datos experimentales se compararon con el modelo numérico utilizando el software COMSOL. Además de la precisión del modelo, el TPMS mostró una condición de calentamiento uniforme en contraste con el caso de la espuma metálica. En una etapa posterior, se utilizó el modelo numérico para investigar la importancia de la dirección del flujo (dos direcciones de flujo) en el enfriamiento de superficies calientes. El primer flujo fue paralelo a la superficie caliente, y el segundo perpendicular a la superficie caliente. La estructura TPMS se ubicó en la parte superior de la superficie caliente y actuó como un aleta en ambos casos. El número de Nusselt superó 80 en presencia del TPMS. A medida que la porosidad del TPMS disminuye por debajo de 0.7, se observa una caída de presión más considerable. El criterio de evaluación del rendimiento se encontró que era mayor que 70 cuando la porosidad de la estructura TPMS era 0.8.