بررسی تاثیر اتلافات حرارتی ناشی از ویسکوزیته بر رفتار پروفیل سرعت و انتقال حرارت درمیکروکانال ها تحت اثر میدان الکتروهیدرودینامیکی

در این پژوهش با بررسی عددی، اثرات در نظر گرفتن اتلافات حرارتی ناشی از ویسکوزیته بر رفتار پروفیل سرعت و پروفیل حرارت در یک میکروکانال چهار وجهی منتظم با سطح مقطع مربع شکل در حالت دو بعدی، تک فاز، پایدار و آرام مورد مطالعه قرار گرفته است. و تغییرات عدد بی بعد اکرت را بر پارامترهای انتقال حرارت مانند دمای متوسط بی بعد و عدد ناسلت مورد بررسی قرار گرفته است. در این مطالعه سیال عامل خنک کننده پنتان و جنس دیواره میکروکانال سیلیکون در نظر گرفته شده است. ابتدا فرمولاسیون مسیله با توجه به معادلات پیوستگی، ممنتوم، انرژی و اتلاف حرارتی ناشی از ویسکوزیته ارایه گردیده است. معادله مربوط به نیروی الکتروهیدرودینامیکی اعمال شده به طول میکروکانال بدست آورده شده و در معادله ممنتوم در محور طول میکروکانال به عنوان نیروی حجمی قرار گرفته است، علاوه بر نیروی الکتروهیدرودینامیکی نیروی جاذبه ثقل نیز در معادله ممنتوم محور طولی میکروکانال در نظر گرفته شده است. معادلات حاکم بر مسیله بدون اغماض از اتلاف حرارتی ناشی از ویسکوزیته به صورت عددی و پس از بی بعد سازی حل شده اند. حل عددی با استفاده از روش سیمپل می باشد. پارامترهای اصلی بررسی شامل دمای متوسط بی بعد، عدد ناسلت محلی، پروفیل سرعت محوری میکروکانال در حالت توسعه یافته و پروفیل حرارت سیال خنک کننده در حالت توسعه یافته مورد مطالعه همراه با رسم نمودارهای مربوطه ارایه شده اند. نتایج حاکی از آن است که با افزایش عدد اکرت که باعث افزایش اثر اتلافات حرارتی ناشی از ویسکوزیته سیال میشود، عدد ناسلت در طول میکروکانال کاهش می یابد. نتایج عددی به دست آمده از این تحقیق، با نتایج آزمایشگاهی و تجربی دیگر پژوهش ها همخوانی خوبی دارد.

کلیدواژه ها:

نیروی الکتروهیدرودینامیکی ، عدد اکرت ، میکروکانال ، عدد ناسلت ، سرعت سیال ، دمایمتوسط بی بعد ، اتلافات حرارتی ناشی از ویسکوزیته