کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7055330 1458039 2016 11 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Experimental and numerical investigation of constructal vascular channels for self-cooling: Parallel channels, tree-shaped and hybrid designs
ترجمه فارسی عنوان
بررسی تجربی و عددی کانال های عروقی سازنده برای خود خنک سازی: کانال های موازی، طرح های درختی و هیبرید
کلمات کلیدی
سازنده، خود خنک کننده، عروقی کانال های موازی، درخت شکل، ترکیبی،
ترجمه چکیده
در این مقاله، ما به صورت آزمایشگاهی و عددی نشان می دهیم که چگونه یک ورق که تحت بار ثابت قرار می گیرد، می تواند تحت محدودیت دمای مجاز نگهداری شود. کانال های عروقی که در آن جریان مایعات خنک کننده در صفحه قرار گرفته است. سه نوع طرح کانال عروقی مورد مقایسه قرار گرفت: کانال های موازی، شکل درختی و ترکیبی از آنها. اثرات طراحی کانال بر عملکرد حرارتی برای قطعات مختلف حجم (حجم مایع در حجم جامد) مستند می شود. علاوه بر این، اثرات تعدادی از کانال ها بر عملکرد خنک کننده مستند شده است. تغییر طراحی از کانال های موازی به طرح های درختی، کاهش قطر فشار را کاهش می دهد. بدین ترتیب ضریب انتقال حرارت کنووا افزایش می یابد. با این حال، طرح های درخت شکل تمام دامنه را نمی سوزاند، که مقاومت مقاومت هدایت را افزایش می دهد. بنابراین، کانال های اضافی در مناطق ناپدید شده در طراحی درخت (طراحی ترکیبی) وارد شده است. بهترین ویژگی های هر دو کانال موازی و طرح های درختی شکل در ترکیبی از آنها ترکیب شده است: مقاومت در برابر جریان به سیال و جریان گرما تقریبا همانند طرح های کانال های درختی و کانال موازی تقریبا کم است. اثر طراحی بر حداکثر درجه حرارت نشان می دهد که باید یک طراحی بهینه برای یک مجموعه مشخص از شرایط مرزی وجود داشته باشد و این طراحی باید تغییر کند به عنوان شرایط مرزی تغییر می کند. این نتیجه مطابق با قانون ساختار است، یعنی شکل باید تغییر کند تا مقاومت در برابر جریان ها به حداقل برسد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی جریان سیال و فرایندهای انتقال
پیش نمایش مقاله
بررسی تجربی و عددی کانال های عروقی سازنده برای خود خنک سازی: کانال های موازی، طرح های درختی و هیبرید
چکیده انگلیسی
In this paper, we show experimentally and numerically how a plate which is subjected to a constant heat load can be kept under an allowable temperature limit. Vascular channels in which coolant fluid flows have been embedded in the plate. Three types of vascular channel designs were compared: parallel channels, tree-shaped and their hybrid. The effects of channel design on the thermal performance for different volume fractions (the fluid volume over the solid volume) are documented. In addition, the effects of the number of channels on cooling performance have been documented. Changing the design from parallel channels to tree-shaped designs decreases the order of pressure drop. Hence increase in the order of the convective heat transfer coefficient is achieved. However, tree-shaped designs do not bathe the entire domain, which increases the conductive resistances. Therefore, additional channels were inserted at the uncooled regions in the tree-shaped design (hybrid design). The best features of both parallel channels and tree-shaped designs are combined in the hybrid of them: the flow resistances to the fluid and heat flow become almost as low as the tree-shaped and parallel channels designs, respectively. The effect of design on the maximum temperature shows that there should be an optimum design for a distinct set of boundary conditions, and this design should be varied as the boundary conditions change. This result is in accord with the constructal law, i.e. the shape should be varied in order to minimize resistances to the flows.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: International Journal of Heat and Mass Transfer - Volume 103, December 2016, Pages 1155-1165
نویسندگان
, ,