単一相マイクロピン-フィンヒートシンクの熱及び流体力学的複合性能のパラメータ研究 第1部:正方形及び円形の形状

JOHN T.j.; MATHEW B.; HEGAB H.

文献

J-GLOBAL ID：201002238818278488 整理番号：10A0951640

単一相マイクロピン-フィンヒートシンクの熱及び流体力学的複合性能のパラメータ研究第1部:正方形及び円形の形状

Parametric study on the combined thermal and hydraulic performance of single phase micro pin-fin heat sinks part I: Square and circle geometries

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巻： 49 号： 11 ページ： 2177-2190 発行年： 2010年11月
JST資料番号： B0246B ISSN： 1290-0729 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：フランス (FRA) 言語：英語 (EN)

本報は,異なるピン-フィン形状を持ち,単一相液体流で同様の条件下に作動しているマイクロピン-フィンヒートシンクの総括性能を研究した3つの報告の第1部である。本研究では,2つの異なるヒートシンク1つは正方形,も1つは円形のピン-フィンを備えたもの選択した。本報は,マイクロヒートシンクの熱抵抗と圧力損失に対する軸方向及び横方向のピッチ距離,ピン-フィンのアスペクト比,ピン-フィンの流体力学的直径,及びデバイスを通過する液体の流速などの諸因子の影響の研究に焦点を当てた。ここでは,ヒートシンク全体に渡る熱抵抗と圧力損失の両方を含むメリット図(FOM)を導入し,FOMに基づいて性能を評価した。ヒートシンクは底部に一様な熱流束があるものとし,特性研究は一定の入口液体流Reynolds数について行った。流体として水を用いた。Reynolds数の範囲50~500で研究した。特性研究には,市販の計算流体力学ソフトウェアCoventorWareを用いたシミュレーションを利用した。特性研究の第一の事例では,ピン-フィン構造のアスペクト比を0.5に一定に保ちながら軸方向のピッチ距離を350~650μmの間で変えた。第二の事例では,ピン-フィン構造のアスペクト比を第一の事例と同じに保ちながら横方向のピッチ距離を150~300μmの間で変えた。第三の事例では,両方のピッチを一定にして,ピン-フィン構造のアスペクト比の変化(0.33~1の間)の影響を研究した。第四の事例では,ピン-フィンの流体力学的直径の変化に伴うヒートシンクの性能の変化を研究した。本研究は,マイクロピン-フィンヒートシンクの総括性能の評価に熱抵抗とともに圧力損失も考慮することの重要性を明らかにした。低Reynolds数(300未満)では円形ピン-フィンヒートシンクが正方形ピン-フィンヒートシンクに比べて優れた性能を示し,高Reynolds数(300超)ではその逆であった。FOMは,軸方向ピッチ距離,横方向ピッチ距離,ピン-フィンのアスペクト比,及び流体力学的直径などのパラメータの変化とともにかなり変化した。Copyright 2010 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.

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熱交換器,冷却器

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単一相マイクロピン-フィンヒートシンクの熱及び流体力学的複合性能のパラメータ研究 第1部:正方形及び円形の形状

単一相マイクロピン-フィンヒートシンクの熱及び流体力学的複合性能のパラメータ研究第1部:正方形及び円形の形状