Melhorando o desempenho do mini

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 9402 (2022) Cite este artigo

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A combinação de nanofluido e efeitos de dissipação 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. Os efeitos da amplitude da onda e um tipo particular de fração de volume de (Óxido de Cobre CuO, Dimond Al2O3, Óxido de Ferro Fe3O4, Óxido de Titânio TiO2 e Prata Ag-nano fluidos são oferecidos. Três amplitudes de ondas (0,15 mm, 0,2 mm e 0,25 mm ) e 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 fricção do minicanal é exibido. Observa-se que a eficiência de transferência de calor do dissipador do minicanal é bastante aprimorado em comparação com o canal reto em 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 Agwater em termos de transferência de calor, 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 de 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 dobrava e previu que seria continuar no futuro. Nas últimas décadas, as restrições às fontes tradicionais de energia e os problemas de poluição ambiental levaram os engenheiros a recuperar a eficiência dos sistemas térmicos, pois esses dispositivos produzem calor durante sua operação e devem ser continuamente extraídos para sua operação eficaz e confiável.

Para isso, é utilizado um dissipador de calor, pois os dissipadores de calor a ar são os equipamentos de resfriamento de processadores eletrônicos mais amplamente utilizados e, devido à baixa condutividade térmica e capacidade de calor do ar, esses sistemas não podem resfriar rapidamente processadores de menor dimensão e, como consequência, o fluxo de calor é muito alto. Apesar dos dissipadores refrigerados a líquido apresentarem desempenho superior em relação ao ar, melhorar o desempenho desses dispersantes tem chamado a atenção dos pesquisadores, pois os fluidos de trabalho tradicionais são caracterizados por baixo desempenho térmico, por isso é necessário o uso de fluidos com melhores propriedades térmicas em vez 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, pois 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 os líquidos convencionais e, portanto, são mais eficientes em dispositivos de resfriamento.

O efeito do uso de nanofluidos como refrigerante foi numericamente investigado por Mohammed et al.1 no fluxo de fluido e nas características de transferência de calor em um dissipador de calor de microcanal retangular (MCHS). O 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 na parede são aumentados quando a fração de volume das nanopartículas é aumentada, embora a resistência térmica do dissipador de calor seja reduzida.

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