Modellazione del flusso e termica del metallo liquido in dissipatori di calore a microcanali espansi

Aug 08, 2023

16 giugno 2023

Questo articolo è stato rivisto in base al processo editoriale e alle politiche di Science X. Gli editori hanno evidenziato i seguenti attributi garantendo al tempo stesso la credibilità del contenuto:

verificato

correggere le bozze

da Frontiers Journals

Il metallo liquido, con la sua conduttività termica superiore, è stato utilizzato come nuovo refrigerante nei dissipatori di calore a microcanali (MCHS). Tuttavia, gli MCHS a base di metallo liquido soffrono della bassa capacità termica del liquido di raffreddamento, con conseguente aumento eccessivo della temperatura del liquido di raffreddamento e del dissipatore di calore quando si tratta di dissipazione del calore ad alta potenza.

Recentemente, un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Weil Rao dell'Istituto Tecnico di Fisica e Chimica, CAS ha scoperto che la convezione all'estremità delle alette non è significativa per il miglioramento del trasferimento di calore. Tagliando le estremità delle alette e riservando così spazio maggiore per aumentare la portata del refrigerante nella dimensione fissa, il trasferimento di calore sarà molto più efficace.

Questo dissipatore di calore a microcanali espanso (E-MCHS) consente il passaggio di una quantità maggiore di mezzo di raffreddamento senza modificare le dimensioni del dissipatore di calore, aumentando la difficoltà di lavorazione e distruggendo la stabilità del dissipatore di calore. Questo studio, intitolato "Modellazione di flusso e termica del metallo liquido nel dissipatore di calore a microcanali espanso", è stato pubblicato su Frontiers in Energy.

In questo studio, il flusso e le prestazioni termiche del metallo liquido nell'E-MCHS sono stati studiati utilizzando la simulazione numerica e il modello di resistenza termica 1D. Rispetto agli MCHS, gli E-MCHS forniscono spazio più ampio per il refrigerante troncando le alette o sollevando la piastra di copertura, e lo spazio ampliato nella parte superiore delle alette potrebbe distribuire il calore all'interno dei microcanali, riducendo l'aumento di temperatura del refrigerante e del dissipatore di calore.

La conduzione del calore del metallo liquido nella direzione Z e la convezione del calore tra la superficie superiore delle alette e il metallo liquido possono portare ad una riduzione massima del 36% della resistenza termica totale. Il processo di cui sopra era efficace per microcanali con proporzioni del canale basse, velocità media bassa o lunga lunghezza del dissipatore di calore.

Maggiori informazioni: Mingkuan Zhang et al, Flusso e modellazione termica del metallo liquido in un dissipatore di calore a microcanali espanso, Frontiers in Energy (2023). DOI: 10.1007/s11708-023-0877-5