جریان و انتقال حرارت در میکرومبدل

برای حل معادلات، یک کد عددی دو و سه بعدی به زبان فرترن نوشته شده است. برای گسسته سازی معادلات حاکم از روش حجم محدود استفاده شده است. از آرایش شبکه هم جا در مختصات منحنی الخط برای حل معادلات استفاده شده و معادلات فشار و سرعت نیز با استفاده از الگوریتم سیمپل و رای و چو کوپل شده اند. در شبیه سازی صورت گرفته، اثر تغییر ویژگی های سیال با دما و رسانندگی بستر کانال نیز مدنظر قرار گرفته است. با مقاسیه نتایج بدست آمده از لحاظ هیدرولیکی و گرمایی با نتایج تجربی و عددی موجود صحت آن تأیید شد. نتایج نشان داد که در محدوده رینولدز بین 100 تا 1200، ایجاد پله در میکروکانال، عملکرد حرارتی میکروکانال را بهبود بخشیده و میزان این افزایش با شار حرارتی مرتبط می باشد که این موضوع اهمیت حل همزمان معادلات انرژی و ممنتوم را در میکروکانال ها نشان داد. علاوه بر این، اثر پله با زوایای صفر، 30، 45 و 60 درجه روی افت فشار و انتقال حرارت در میکروکانال بصورت آزمایشگاهی مطالعه گردید. افت فشار ایجاد شده در کانال نیز برای هر یک از الگوها با استفاده از فشارسنج دیفرانسیلی در ورودی و خروجی اندازه گیری گردید. با استفاده از سه ترموکوپل در ورودی، خروجی و بستر کانال، عدد ناسلت انداره گیری شد. نتایج نشان داد که بکارگیری پله در میکروکانال مستقیم، انتقال حرارت را افزایش خواهد داد و پله های با زاویه 45 درجه در مقایسه با سایر زوایا، بهترین عملکرد حرارتی را از خود نشان دادند.