بررسی تجربی انتقال حرارت و افت فشار در یک مبدل حرارتی مینیاتوری (MCHS)

در پژوهش حاضر، انتقال حرارت و افت فشار در یک مبدل حرارتی (Heat Si nk) با ابعاد 50×32 میلی متر با کانال های مینیاتوری ، به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. کانال مورد نظر از 10 مجرای یکسان موازی مستطیلی شکل با ابعاد سطح مقطع 2×1 میلی متر تشکیل شده است. جریان گذرنده از داخل کانال در ناحیه ی در حال توسعه حرارتی قرار دارد. شرط مرزی حرارتی شار ثابت در سطح زیرین کانال توسط یک هیتر الکتریکی که به یک منبع تغذیه ی AC متصل است، تامین می گردد. جهت اندازه گیری دبی جرمی از روش دبی سنجی مستقیم استفاده شده است. جهت اندازه گیری دما از ترموکوپل های نوع K استفاده شده است. اندازه گیری فشار در فشارهای پایین با مانومتر قائم و در فشارهای بالا با استفاده از گیج فشار انجام شده است. با افزایش عدد رینولدز از 400 تا 1000 و با استفاده از آب به عنوان سیال خنک کننده، دمای دیواره ی کانال مورد نظر 13/77 درصد کاهش می یابد. داده های بدست آمده حاکی از ضریب انتقال گرمای جابجایی بسیار بالای مبدل حرارتی می باشد که این امر به دلیل استفاده از کانال های مینیاتوری با ابعاد میلی متری می باشد. کوچک بودن قطر هیدرولیکی سبب می شود تا قسمت عمده جریان در ناحیه توسعه یافتگی قرار داشته باشد به گونه ای که در عدد رینولدز 1000 ، کل طول مجرا در ناحیه در حال توسعه قرار دارد. در نتیجه ضریب انتقال حرارت جابجایی در حضور شرط مرزی شار حرارتی ثابت، 23/34 درصد افزایش می یابد. از طرفی با افزایش عدد رینولدز جریان، افزایش افت فشار به میزان 4 برابر مشاهده گردید.