Rendimiento de Transferencia de Calor por Ebullición en Flujo y Fenómenos de Ebullición en Varias Configuraciones de Aletas Rectas
Autores: Pranoto, Indro; Rahman, Muhammad Aulia; Wicaksana, Cahya Dhika; Wibisono, Alan Eksi; Fauzun, ; Widyatama, Arif
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Rendimiento de Transferencia de Calor por Ebullición en Flujo y Fenómenos de Ebullición en Varias Configuraciones de Aletas Rectas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Miniaturización
Sistema de gestión térmica
Modificación de ebullición por flujo
Formas de aletas
Rendimiento de transferencia de calor por ebullición
Coeficiente de transferencia de calor
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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La tendencia de miniaturización en las últimas décadas ha llevado al desarrollo de dispositivos electrónicos compactos. La reducción en las dimensiones requeridas conduce al aumento exponencial del flujo de calor disipada por dicho sistema. Un sistema de gestión térmica adecuado es necesario para mantener la temperatura de la unión de un chip de computadora dentro de límites aceptables y mantener su rendimiento. La modificación del ebullición por flujo utilizando aletas rectas en microcanales ha demostrado ser una mejora pasiva efectiva del sistema de refrigeración. El interés principal de esta investigación es determinar la configuración óptima de las formas y configuraciones de las aletas. Por lo tanto, es crucial obtener una comprensión completa del fenómeno de ebullición por flujo para establecer un enfoque más general. En este estudio, se investiga experimentalmente el rendimiento de transferencia de calor por ebullición de microcanales con aletas de diversas formas y dimensiones. El estudio ha demostrado que la elección de la geometría de la aleta tiene un impacto significativo en el rendimiento térmico de un sistema de transferencia de calor. Específicamente, los resultados indican que una aleta de sección transversal rectangular tiene un mejor rendimiento que una trapezoidal con el mismo espacio entre aletas. La aleta de sección transversal rectangular exhibe el coeficiente de transferencia de calor más alto de 5066.84 W/m2K, superando a la aleta trapezoidal en términos de capacidad de transferencia de calor. A medida que se reduce el diámetro hidráulico, la capa límite térmica se vuelve más densa, proporcionando una región saturada más distribuida. Esto conduce a un aumento en el coeficiente de transferencia de calor de hasta un 22.5% y un 17.1% para aletas rectangulares y trapezoidales, respectivamente. Además, el análisis de eficiencia muestra que, aunque aumentar el flujo másico y reducir el espacio aumentan el rendimiento promedio de refrigeración, la caída de presión aumenta hasta un 48%, reduciendo la eficiencia del sistema de eliminación de calor.
Descripción
La tendencia de miniaturización en las últimas décadas ha llevado al desarrollo de dispositivos electrónicos compactos. La reducción en las dimensiones requeridas conduce al aumento exponencial del flujo de calor disipada por dicho sistema. Un sistema de gestión térmica adecuado es necesario para mantener la temperatura de la unión de un chip de computadora dentro de límites aceptables y mantener su rendimiento. La modificación del ebullición por flujo utilizando aletas rectas en microcanales ha demostrado ser una mejora pasiva efectiva del sistema de refrigeración. El interés principal de esta investigación es determinar la configuración óptima de las formas y configuraciones de las aletas. Por lo tanto, es crucial obtener una comprensión completa del fenómeno de ebullición por flujo para establecer un enfoque más general. En este estudio, se investiga experimentalmente el rendimiento de transferencia de calor por ebullición de microcanales con aletas de diversas formas y dimensiones. El estudio ha demostrado que la elección de la geometría de la aleta tiene un impacto significativo en el rendimiento térmico de un sistema de transferencia de calor. Específicamente, los resultados indican que una aleta de sección transversal rectangular tiene un mejor rendimiento que una trapezoidal con el mismo espacio entre aletas. La aleta de sección transversal rectangular exhibe el coeficiente de transferencia de calor más alto de 5066.84 W/m2K, superando a la aleta trapezoidal en términos de capacidad de transferencia de calor. A medida que se reduce el diámetro hidráulico, la capa límite térmica se vuelve más densa, proporcionando una región saturada más distribuida. Esto conduce a un aumento en el coeficiente de transferencia de calor de hasta un 22.5% y un 17.1% para aletas rectangulares y trapezoidales, respectivamente. Además, el análisis de eficiencia muestra que, aunque aumentar el flujo másico y reducir el espacio aumentan el rendimiento promedio de refrigeración, la caída de presión aumenta hasta un 48%, reduciendo la eficiencia del sistema de eliminación de calor.