T 41

Study of Flow and Heat Transfer in a Microtube with Spiral Grooves

كارشناسي ارشد

مكانيك گرايش تبديل انرژي

پيام نور رشت

99/05/29

124ص.

درجه ارزشيابي:خوب

سعيد اسدي

اسدي،سعيد،راهنما

امروزه تجهيزات و صنايعي كه در ابعاد بسيار كوچك مورد استفاده قرار مي¬گيرند، نقش بسيار مهمي را در زندگي انسان¬ها ايفا مي¬كنند؛ بطوري كه حذف هر يك از آنها باعث ايجاد اختلال زيادي در روند زندگي خواهد شد. يكي از تجهيزاتي كه با وجود ابعاد كم، كارآيي فراواني دارند، ميكروكانال¬ها هستند كه كاربردهاي زيادي را در صنايع مختلف به خود اختصاص داده‌اند كه مهمترين آنها طراحي ميكرومبدلهاي حرارتي مي¬باشد كه با عبور سيال از داخل ميكروكانال و ايجاد تغيير در ساختار سيالاتي و فيزيكي ميكروسيستم به وجود مي¬آيند. اين سيستم¬ها با وجود انتقال حرارت بالا و خنك¬كنندگي زياد، بسيار كم¬حجم بوده و در ابعاد بسيار كوچكي طراحي و توليد مي¬شوند كه در نتيجه در صنايعي مانند الكترونيك به دليل نرخ شار حرارتي بالاي توليد شده، از اهميت فراواني برخوردار شده¬اند. البته علاوه بر استفاده از ميكرو¬كانال¬ها بعنوان ميكرو¬مبدل¬هاي حرارتي، از آنها در زمينه ساخت ميكروپمپ¬ها، آزمايشگاه روي تراشه و بسياري از تجهيزات ديگر نيز استفاده مي¬گردد. به همين دليل لزوم مطالعه و تحقيقات گسترده در زمينه سيستم¬هاي ميكرو اهميت ويژه¬اي يافته است و امروزه شبيه¬سازي¬هاي نرم¬افزاري زيادي در جهت افزايش بازدهي اين سيستم¬ها در حال انجام مي¬باشد. هدف اصلي اين تحقيق، بررسي ميزان تاثير شيارهاي مارپيچي ديواره داخلي ميكرولوله بر ميزان انتقال حرارت و افت فشار مي¬باشد كه بدين منظور ميكرولوله‌هايي در سه حالت ساده، داراي شيار صاف و داراي شيار مارپيچي مدلسازي و بررسي شده¬اند كه همه ميكرولوله¬ها داراي قطر ثابت 200ميكرومتر و طول 2000 ميكرومتر بوده و در حالت شياردار نيز در هر ميكرولوله چهار شيار مربعي در سه حالت با اضلاع 15، 20 و25 ميكرومتر قرار دارند كه در حالت مارپيچي نيز با پيچش 45 درجه نسبت به حالت ورودي ميكرولوله، در روي ديواره داخلي تغيير مسير داده‌اند. سيال شبيه¬سازي شده نيز آب در دماي 300 درجه كلوين مي¬باشد كه وارد ميكرولوله¬هاي مدلسازي شده با دماي ديواره 340 درجه كلوين شده است. لازم بذكر است اين شبيه¬سازي براي چهار رينولدز مختلف سيال در محدوده 21 الي 52 انجام شده است كه در نهايت پس از بدست آمدن نتايج عددي و كانتورهاي دمايي، نتايج نشان مي¬دهند كه انتقال حرارت، عدد ناسلت و افت فشار با افزودن شيارهاي داخلي افزايش يافته¬اند؛ به¬ويژه با وجود شيار مارپيچي، بيشترين انتقال گرما و افت فشار رخ داده كه بدليل افزودن سطوح فيزيكي و برهم زدن جريان مي¬باشد. همچنين با افزايش عدد رينولدز، با وجود اينكه دماي خروجي سيال كاهش يافته است، اما عدد ناسلت و گرماي انتقال يافته بيشتر شده است. از مهم¬ترين نتايج كلي اين پژوهش اين است كه از نمودارهاي بدست آمده در اين تحقيق مي¬توان براي طراحي ميكرولوله¬هاي مارپيچ استفاده نمود.

1401/05/23

منتخبي

67173