Melhorando o desempenho do mini

Nov 29, 2023

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 9402 (2022) Citar este artigo

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A combinação de nanofluido e efeitos de dissipador de calor de minicanal de seção transversal variável tornaram-se uma escolha notável para o uso de dispositivos térmicos, como dispositivos eletrônicos em miniatura, para serem efetivamente resfriados. Neste artigo, a comparação da configuração tridimensional de canais retos e ondulados com o uso de diferentes tipos de nanofluidos é investigada numericamente. São oferecidos os efeitos da amplitude da onda e um tipo específico de fração de volume de (óxido de cobre CuO, Dimond Al2O3, óxido de ferro Fe3O4, óxido de titânio TiO2 e fluidos Ag-nano de prata. Três amplitudes de ondas (0,15 mm, 0,2 mm e 0,25 mm ) e o número de Reynold de 200 a 1000 e variedades de volume de concentração de 0 a 0,075 são usados. O efeito na resistência térmica, queda de pressão, fator de atrito do minicanal é exibido. Observa-se que a eficiência de transferência de calor do dissipador de minicanal é bastante aprimorado em comparação com o canal reto no caso de adição de água destilada como refrigerante. Os resultados indicam que o nanofluido e o minicanal ondulado podem aumentar a eficiência hidrotérmica do dissipador de calor e o nanofluido Ag-water em termos de transferência de calor, ele supera outros nanofluidos, um aumento no número de Nusselt atingiu 54% no volume de concentração 0,075.

No último quartel do século passado, a invenção dos dispositivos microeletrônicos trouxe uma revolução na indústria eletrônica em 1965, Moore viu esta miniatura e mostrou que "a cada dois anos" o número do transistor em um circuito integrado dobrou e previu que seria continuar no futuro. Nas últimas décadas, as restrições às fontes de energia tradicionais e as questões de poluição ambiental levaram os engenheiros a recuperar a eficiência dos sistemas térmicos, uma vez que estes dispositivos produzem calor durante o seu funcionamento e devem ser continuamente extraídos para o seu funcionamento eficaz e fiável.

Para isso é utilizado um dissipador de calor, pois os dissipadores de calor refrigerados a ar são os equipamentos de refrigeração de processadores eletrônicos mais utilizados e, devido à baixa condutividade térmica e capacidade térmica do ar, esses sistemas não conseguem resfriar processadores rápidos de menor dimensão e como consequência o o fluxo de calor é muito alto. Embora os dissipadores refrigerados a líquido tenham desempenho superior em relação ao ar, a melhoria do desempenho desses dispersantes tem chamado a atenção de pesquisadores, pois os fluidos de trabalho tradicionais são caracterizados por baixo desempenho térmico, por isso é necessário utilizar fluidos com melhores propriedades térmicas ao invés dos convencionais. líquidos são conhecidos como nanofluidos que possuem maior condutividade térmica dos líquidos convencionais, portanto, a dispersão de partículas sólidas em fluidos de base pode aumentar as propriedades térmicas do fluido principal, já que estudos recentes focaram em melhorar a transferência de calor usando líquidos em nanoescala, como experimentais e estudos analíticos mostraram que a condutância térmica de fluidos em nanoescala é maior do que a dos líquidos convencionais e, portanto, são mais eficientes em dispositivos de resfriamento.

O efeito do uso de nanofluidos como refrigerante foi investigado numericamente por Mohammed et al.1 no fluxo de fluido e nas características de transferência de calor em um dissipador de calor de microcanais de formato retangular (MCHS). Óxido de alumínio com água é usado como fluido refrigerante. O resultado mostrou que o coeficiente de transferência de calor e a tensão de cisalhamento da parede aumentam quando a fração volumétrica das nanopartículas aumenta, embora a resistência térmica do dissipador de calor seja reduzida.

Os dissipadores de calor de microcanais retangulares, trapezoidais e triangulares foram investigados numericamente por Gunnasegaran et al.2. O resultado mostrou que o maior coeficiente de transferência de calor pode ser alcançado em dissipadores de calor com pequeno diâmetro hidráulico. A água foi usada como fluido refrigerante em geometria tridimensional.