Étude du transfert de chaleur et des caractéristiques d'écoulement de l'échangeur de chaleur à microcanaux basé sur une valve Tesla symétrique

Yao Zhimin ,  

Wen Pengcheng ,  

Zhao Die ,  

Yuan Xiaokang ,  

Jiang Yinhui ,  

Jiao Rui ,  

Huang Ziwen ,  

摘要

Avec l'augmentation continue du degré d'intégration et de la densité de puissance des dispositifs électroniques, le problème de dissipation thermique est devenu l'un des principaux goulots d'étranglement limitant le développement des dispositifs électroniques haute performance. Pour répondre à ce problème, cet article propose un échangeur de chaleur à microcanaux basé sur une structure de valve Tesla symétrique, renforçant les perturbations et le mélange des fluides grâce à la conception d'îlots de répartition intégrant des protubérances trapézoïdales, en forme de croissant et en forme de coquille Saint-Jacques. Une simulation numérique avec ANSYS FLUENT a été utilisée pour analyser l'influence des différentes structures d'îlots de répartition sur le transfert de chaleur et les caractéristiques d'écoulement des microcanaux, et a étudié l'effet d'optimisation des paramètres géométriques tels que l'angle de courbure θ et le pas L sur la performance. Les résultats montrent que par rapport aux microcanaux traditionnels à tubes droits parallèles (PSTM), les trois nouvelles structures améliorent significativement le nombre de Nusselt (Nu) et l'indice d'évaluation global (PEC), la structure avec protubérances trapézoïdales intégrées du valve Tesla symétrique (TSTM) atteignant un PEC de 1,04 à 1,20, offrant la meilleure performance globale. L'optimisation des paramètres géométriques a révélé que le TSTM avec θ=18° et L=3,0 mm présente l'efficacité de transfert thermique la plus élevée et la meilleure performance globale.

关键词

microcanaux à valve Tesla symétrique; îlots de répartition intégrés; transfert de chaleur renforcé; résistance à l'écoulement

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