مدلسازی عملکرد حرارتی سیال در تبخیرکننده با میکروساختارهای کروی و میکروستون مخروطی

Abstract

عملکرد حرارتی تجهیزات خنک کاری دوفاز غیرفعال مانند لوله های حرارتی و محفظه های بخار، به طور عمده وابسته به هندسه و خواص میکروساختار تبخیرکننده و فتیله است. ویژگی های مطلوب ساختار تبخیرکننده شامل فشار مویینگی بالا با وجود مقاومت کم در برابر جریان به همراه سطح گسترده برای افزایش تبخیر لایه نازک سیال است که انتخاب مقیاس و تخلخل ساختار بر اساس مصالحه بین ویژگی های موردنظر فوق است. در مطالعه حاضر، شکل سطح آزاد سیال ساکن در میکروستونهای مخروطی و میکروساختارهای کروی توسط الگوریتم گرادیان کاهشی با نرم افزار Surface Evolver مدل ‌شده است و فشار مویینگی بی بعد بر اساس انحنای سطح تعیین گردیده است. نفوذپذیری و ضریب انتقال حرارت با استفاده از نرم افزار فلوئنت به صورت تابعی از پارامتر هندسی بی بعد و زاویه تماس بین مایع و جامد، پیش بینی شده است. نتایج نشان داد میکروستون مخروطی با توجه به سطح تماس گرمایی زیاد با زیرلایه، کاهش سطح مقطع در ارتفاع و افزایش نفوذپذیری، افزایش فیلم نازک به دلیل کشش مایع بر روی سطح مایل، عملکرد مطلوبی در فرآیند تبخیر نسبت به میکروساختار کروی نشان داد. همچنین زاویه تماس بهینه و پارامتر هندسی بی بعد که بهترین عملکرد ساختار در انتقال حرارت را نشان دادند، ارائه گردیده است.