Com o aumento contínuo do grau de integração e da densidade de potência dos dispositivos eletrônicos, o problema de dissipação de calor tornou-se um dos principais gargalos que limitam o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos de alto desempenho. Para lidar com esse problema, este artigo propõe um trocador de calor de microcanais baseado em uma estrutura simétrica de válvula Tesla, que, por meio do design de ilhas de desvio internas com elevações trapezoidais, em forma de meia-lua e em forma de concha, reforça a perturbação e a mistura do fluido. Utilizou-se simulação numérica com ANSYS FLUENT para analisar o efeito de diferentes estruturas de ilhas de desvio nas características térmicas e de fluxo dos microcanais, estudando-se também o efeito da otimização de parâmetros geométricos, como o ângulo de arco θ e o passo L, no desempenho. Os resultados indicaram que, em comparação com microcanais tradicionais de tubos retos paralelos (PSTM), as três novas estruturas aumentaram significativamente o número de Nusselt (Nu) e o índice de avaliação integral (PEC), sendo que a estrutura simétrica de válvula Tesla com elevações trapezoidais internas (TSTM) alcançou um PEC entre 1,04 e 1,20, apresentando o melhor desempenho geral. A otimização dos parâmetros geométricos revelou que o TSTM com θ=18° e L=3,0 mm possui a maior eficiência de transferência de calor e o melhor desempenho geral.
关键词
microcanais com válvula Tesla simétrica; ilhas de desvio internas; reforço da transferência de calor; resistência ao fluxo