Con el aumento continuo de la densidad de potencia en los dispositivos microelectrónicos, la disipación de calor se ha convertido en un cuello de botella para el rendimiento. Aunque los microcanales rectangulares tienen una gran área de transferencia de calor, el flujo bajo presión pura es principalmente laminar, y la capa límite térmica limita la mejora del rendimiento. Este artículo, basado en un modelo numérico tridimensional, estudia el efecto de diferentes configuraciones de electrodos en el campo de flujo y la distribución de la temperatura, y propone una disposición periódica incremental de electrodos positivos, lo que tiene una gran importancia para comprender en profundidad el mecanismo de acción del campo eléctrico sobre el fluido. La investigación muestra que la disposición periódica incremental de los electrodos positivos puede inducir eficazmente una estructura de vórtices periódica de "seudoasperidad" cerca del fondo del canal. Estos remolinos perturban intensamente las capas límite viscosas y térmicas, aumentando significativamente el gradiente de velocidad local cerca de la pared, lo que simultáneamente fortalece la transferencia de calor por convección, mejora la velocidad total del flujo y mejora las características de reducción de resistencia. En términos de velocidad de flujo en la capa límite, en comparación con un canal liso convencional, el aumento más alto se observó con la disposición periódica incremental (estructura 1) en un 41,6%; seguida por la distribución uniforme (estructura 2) con un 36,8%; y la disposición periódica decreciente (estructura 3) más baja con un 32%. Esta tendencia también se refleja en el rendimiento integral: los valores del criterio de evaluación del rendimiento aumentaron en un 90% y un 70%, respectivamente, para la disposición periódica incremental y la distribución uniforme. En particular, bajo la misma tensión aplicada y condiciones de disipación térmica, la disposición periódica incremental puede reducir significativamente la caída de presión en un 66,7%, mostrando un rendimiento integral claramente superior a las otras dos configuraciones.

Electrohidrodinámica; características de flujo; características de transferencia de calor; capa límite; electrodo