Numerical Investigation of the Effects of Channel Geometry on Heat Transfer in a Mini Channel with Narrowing and Expanding Geometry

Uluslararası Muhendislik Arastirma ve Gelistirme Dergisi Pub Date : 2023-07-16 DOI:10.29137/umagd.1309466

Bahadır Gemi̇ci̇oğlu, Tayyip Demi̇rbaş, T. Demircan

{"title":"Numerical Investigation of the Effects of Channel Geometry on Heat Transfer in a Mini Channel with Narrowing and Expanding Geometry","authors":"Bahadır Gemi̇ci̇oğlu, Tayyip Demi̇rbaş, T. Demircan","doi":"10.29137/umagd.1309466","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Bu çalışmada yüksek sıcaklıklara ulaşan yüzeylerin soğutulması için kullanılan mini kanallı bir ısı alıcısının soğutma performansı incelenmiştir. Bu mini kanalın kanal uzunluğu boyunca kesit alanı değiştirilerek, düz kanal, daralan-genişleyen kanal ve genişleyen-daralan kanal olmak üzere üç ana kanal geometrisi belirlenmiştir. Ayrıca bu ana model geometrilerinde genişleme ve daralma açıları değiştirilerek farklı bölme sayısına sahip alt geometrik modeller oluşturulmuştur. Reynolds sayısı 500-2000 aralığında, bölme adeti de 3-12 aralığında değiştirilerek analizler yapılmıştır. Yapılan analizler sonucunda, tüm model geometrilerinde akışın Reynolds sayısının artması ile ısı transferinin arttığı gözlemlenmiştir. Bölme sayısının artışı ile hem daralan-genişleyen hem de genişleyen-daralan kanal tiplerinde Nusselt sayısının artış gösterdiği, dolayısıyla kanalın sahip olduğu bölme sayısının artırılması ısı transferini olumlu yönde etkilediği gözlemlenmiştir. Daralan-genişleyen kesite sahip kanal tipinde diğer kanal tiplerine oranla daha yüksek Nusselt sayıları elde edilmiştir. Daralan-genişleyen kesite sahip modelin sonuçları düz kanal tipi ile kıyaslandığında, Nusselt sayısının ve termal performans faktörünün sırasıyla yaklaşık %50 ve %100 kadar artış gösterdiği görülmüştür. Dolayısıyla incelenen parametre aralığında daralan-genişleyen kesite sahip mini kanal geometrisinin soğutma performansının incelenen diğer kanal geometrilere oranla daha yüksek olduğu söylenebilir.","PeriodicalId":23481,"journal":{"name":"Uluslararası Muhendislik Arastirma ve Gelistirme Dergisi","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2023-07-16","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Uluslararası Muhendislik Arastirma ve Gelistirme Dergisi","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.29137/umagd.1309466","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}

引用次数: 0

Abstract

Bu çalışmada yüksek sıcaklıklara ulaşan yüzeylerin soğutulması için kullanılan mini kanallı bir ısı alıcısının soğutma performansı incelenmiştir. Bu mini kanalın kanal uzunluğu boyunca kesit alanı değiştirilerek, düz kanal, daralan-genişleyen kanal ve genişleyen-daralan kanal olmak üzere üç ana kanal geometrisi belirlenmiştir. Ayrıca bu ana model geometrilerinde genişleme ve daralma açıları değiştirilerek farklı bölme sayısına sahip alt geometrik modeller oluşturulmuştur. Reynolds sayısı 500-2000 aralığında, bölme adeti de 3-12 aralığında değiştirilerek analizler yapılmıştır. Yapılan analizler sonucunda, tüm model geometrilerinde akışın Reynolds sayısının artması ile ısı transferinin arttığı gözlemlenmiştir. Bölme sayısının artışı ile hem daralan-genişleyen hem de genişleyen-daralan kanal tiplerinde Nusselt sayısının artış gösterdiği, dolayısıyla kanalın sahip olduğu bölme sayısının artırılması ısı transferini olumlu yönde etkilediği gözlemlenmiştir. Daralan-genişleyen kesite sahip kanal tipinde diğer kanal tiplerine oranla daha yüksek Nusselt sayıları elde edilmiştir. Daralan-genişleyen kesite sahip modelin sonuçları düz kanal tipi ile kıyaslandığında, Nusselt sayısının ve termal performans faktörünün sırasıyla yaklaşık %50 ve %100 kadar artış gösterdiği görülmüştür. Dolayısıyla incelenen parametre aralığında daralan-genişleyen kesite sahip mini kanal geometrisinin soğutma performansının incelenen diğer kanal geometrilere oranla daha yüksek olduğu söylenebilir.

查看原文本刊更多论文

通道几何形状对具有变窄和变宽几何形状的迷你通道中传热效果的数值研究

本研究调查了用于冷却高温表面的微型通道散热器的冷却性能。通过沿通道长度方向改变微型通道的横截面积，确定了三种主要的通道几何形状，即直通道、缩小-扩展通道和扩展-缩小通道。此外，还通过改变这些主要几何模型的膨胀角和收缩角，创建了具有不同数量挡板的子几何模型。通过改变 500-2000 范围内的雷诺数和 3-12 范围内的挡板数进行了分析。分析结果表明，在所有几何模型中，随着流动雷诺数的增加，传热量也随之增加。据观察，在变窄-变宽和变宽-变窄两种类型的通道中，努塞尔特数都随着挡板数量的增加而增加，因此增加通道中的挡板数量对传热有积极影响。与其他类型的通道相比，缩窄-扩大横截面的通道获得了更高的努塞尔特数。将横截面变窄-变宽模型的结果与直管型进行比较后发现，努塞尔特数和热性能系数分别增加了约 50%和 100%。因此可以说，在所研究的参数范围内，具有变窄变宽横截面的微型风道几何形状的冷却性能高于所研究的其他风道几何形状。

本文章由计算机程序翻译，如有差异，请以英文原文为准。

求助全文

约1分钟内获得全文求助全文

来源期刊

Uluslararası Muhendislik Arastirma ve Gelistirme Dergisi

自引率

0.00%

发文量