미니의 성능 향상

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 9402(2022) 이 기사 인용

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나노 유체와 변화하는 단면적 미니 채널 방열판 효과의 결합은 소형 전자 장치와 같은 열 장치를 효과적으로 냉각하는 데 사용되는 놀라운 선택이 되었습니다. 본 논문에서는 다양한 유형의 나노 유체를 사용하여 3차원 직선형 및 물결형 채널 구성을 수치적으로 비교합니다. 파동 진폭의 효과와 산화구리 CuO, Dimond Al2O3, 산화철 Fe3O4, 산화티타늄 TiO2 및 은 Ag-나노 유체의 특정 유형의 부피 분율이 제공됩니다. 파동의 세 가지 진폭(0.15mm, 0.2mm 및 0.25mm) )과 Reynold's수 200~1000, 농도체적 다양 0~0.075를 사용하여 미니채널의 열저항, 압력강하, 마찰계수에 미치는 영향을 나타내며, 미니채널 싱크의 열전달 효율이 관찰된다. 냉각수로 증류수를 첨가한 경우 직선형 채널에 비해 열전달 효율이 크게 향상되었으며, 나노유체와 웨이브형 미니채널은 방열판의 열수 효율을 향상시킬 수 있으며, Ag-물 나노유체는 열전달 측면에서 우수한 성능을 보인다. 다른 나노유체에서는 Nusselt 수의 향상이 농도 부피 0.075에서 54%에 도달했습니다.

지난 세기 마지막 분기에 마이크로 전자 장치의 발명은 1965년 전자 산업에 혁명을 가져왔습니다. 무어는 이 썸네일을 보고 "2년마다" 집적 회로의 트랜지스터 수가 두 배로 증가할 것이라고 예측했습니다. 앞으로도 계속. 최근 수십 년 동안 전통적인 에너지원과 환경 오염 문제에 대한 제약으로 인해 엔지니어들은 열 시스템의 효율성을 회복해야 했습니다. 이러한 장치는 작동 중에 열을 생산하고 효과적이고 안정적인 작동을 위해 지속적으로 열을 추출해야 하기 때문입니다.

이를 위해 방열판이 사용됩니다. 공랭식 방열판은 가장 널리 사용되는 전자 프로세서 냉각 장비이며 낮은 열 전도성과 공기 열 용량으로 인해 이러한 시스템은 작은 크기의 빠른 프로세서를 냉각할 수 없으며 결과적으로 열 흐름이 매우 높습니다. 수냉식 방열판은 공기에 비해 성능이 우수하지만, 기존 작동 유체는 열 성능이 낮은 것이 특징이므로 이러한 분산제의 성능 향상이 연구자들의 관심을 끌었습니다. 따라서 기존 작동 유체 대신 더 나은 열 특성을 가진 유체를 사용해야 합니다. 액체는 기존 액체에 비해 높은 열전도도를 갖는 나노유체로 알려져 있으며, 따라서 기저유체에 고체입자가 분산되면 주유체의 열적 특성이 상승할 수 있다. 분석 연구에 따르면 나노 규모 유체의 열 전도도는 기존 액체보다 크므로 냉각 장치에 더 효율적이라는 것이 밝혀졌습니다.

나노 유체를 냉각제로 사용하는 효과는 Mohammed et al.1에 의해 직사각형으로 형성된 마이크로채널 방열판(MCHS)의 유체 흐름 및 열 전달 특성에 대해 수치적으로 조사되었습니다. 물과 산화알루미늄이 냉각수로 사용됩니다. 그 결과, 방열판의 열 저항은 감소하지만 나노입자의 부피 분율이 증가하면 열 전달 계수와 벽 전단 응력이 증가하는 것으로 나타났습니다.

직사각형, 사다리꼴 및 삼각형 마이크로 채널 방열판은 Gunnasegaran et al.2에 의해 수치적으로 조사되었습니다. 결과는 작은 수력학적 직경을 가진 방열판에서 더 높은 열 전달 계수를 얻을 수 있음을 보여주었습니다. 3차원 기하학에서는 물이 냉각유체로 사용되었습니다.