Published September 1, 2013
| Version v1
Publication
Open
Investigation of Hydraulic and Thermal Performances of Fin Array at Different Shield Positions without By-Pass
Description
In this paper, we present some findings from an experimental and numerical study aimed to obtain physical insight into the influence of the presence of the shield and its position on the hydraulic and thermal performance of square pin fin heat sink without top by-pass. The variation of the Nusselt number and friction factor is obtained under varied parameters such as Reynolds number and shield position. The numerical code is validated by comparing the numerical results with the available experimental data. It is shown that, there is a good agreement between the temperature predictions based on the model and the experimental data. Results show that, as the presence of the shield, the heat transfer of fin array is enhanced and the flow resistance increased. The surface temperature distribution of the heat sink base is more uniform when the dimensionless shield position equals to 1/3 or 2/3. The comprehensive performance evaluation approach based on identical pumping power criteria is adopted and shows that the optimum shield position is at x/L=0.43 where the smallest energy consumption is.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
في هذه الورقة، نقدم بعض النتائج من دراسة تجريبية ورقمية تهدف إلى الحصول على نظرة فيزيائية حول تأثير وجود الدرع وموقعه على الأداء الهيدروليكي والحراري للمغسلة الحرارية ذات الزعانف المربعة بدون تمرير جانبي علوي. يتم الحصول على تباين عدد نوسيلت وعامل الاحتكاك تحت معايير متنوعة مثل عدد رينولدز وموضع الدرع. يتم التحقق من صحة الرمز الرقمي من خلال مقارنة النتائج العددية بالبيانات التجريبية المتاحة. تبين وجود توافق جيد بين تنبؤات درجة الحرارة بناءً على النموذج والبيانات التجريبية. تظهر النتائج أنه مع وجود الدرع، يتم تعزيز نقل الحرارة لمصفوفة الزعانف وزيادة مقاومة التدفق. يكون توزيع درجة حرارة سطح قاعدة المشتت الحراري أكثر انتظامًا عندما يكون موضع الدرع عديم الأبعاد مساويًا لـ 1/3 أو 2/3. يتم اعتماد نهج تقييم الأداء الشامل بناءً على معايير قوة الضخ المتطابقة ويظهر أن موضع الدرع الأمثل هو x/L=0.43 حيث يكون أصغر استهلاك للطاقة.Translated Description (French)
Dans cet article, nous présentons quelques résultats d'une étude expérimentale et numérique visant à obtenir un aperçu physique de l'influence de la présence du bouclier et de sa position sur les performances hydrauliques et thermiques du dissipateur thermique à ailettes carrées sans dérivation supérieure. La variation du nombre de Nusselt et du facteur de frottement est obtenue sous des paramètres variés tels que le nombre de Reynolds et la position du bouclier. Le code numérique est validé en comparant les résultats numériques avec les données expérimentales disponibles. Il est démontré qu'il existe un bon accord entre les prédictions de température basées sur le modèle et les données expérimentales. Les résultats montrent que, comme la présence de l'écran, le transfert de chaleur du réseau d'ailettes est amélioré et la résistance à l'écoulement augmentée. La répartition de la température de surface de la base du dissipateur thermique est plus uniforme lorsque la position du bouclier sans dimension est égale à 1/3 ou 2/3. L'approche globale d'évaluation des performances basée sur des critères de puissance de pompage identiques est adoptée et montre que la position optimale du bouclier est à x/L=0,43 où la consommation d'énergie est la plus faible.Translated Description (Spanish)
En este artículo, presentamos algunos hallazgos de un estudio experimental y numérico destinado a obtener una visión física de la influencia de la presencia del escudo y su posición en el rendimiento hidráulico y térmico del disipador de calor de aleta de pasador cuadrado sin derivación superior. La variación del número de Nusselt y el factor de fricción se obtiene bajo parámetros variados como el número de Reynolds y la posición del escudo. El código numérico se valida comparando los resultados numéricos con los datos experimentales disponibles. Se demuestra que, existe un buen acuerdo entre las predicciones de temperatura basadas en el modelo y los datos experimentales. Los resultados muestran que, a medida que la presencia del escudo, la transferencia de calor de la matriz de aletas se mejora y la resistencia al flujo aumenta. La distribución de la temperatura de la superficie de la base del disipador de calor es más uniforme cuando la posición del escudo adimensional es igual a 1/3 o 2/3. Se adopta el enfoque integral de evaluación del rendimiento basado en criterios idénticos de potencia de bombeo y muestra que la posición óptima del escudo está en x/L=0.43 donde se encuentra el menor consumo de energía.Files
17115.pdf.pdf
Files
(727.1 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:4936885579224c1c4cad3d666daed962
|
727.1 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التحقيق في الأداء الهيدروليكي والحراري لمصفوفة الزعانف في مواقع الدرع المختلفة دون ممر جانبي
- Translated title (French)
- Étude des performances hydrauliques et thermiques du réseau d'ailettes à différentes positions de blindage sans dérivation
- Translated title (Spanish)
- Investigación de rendimientos hidráulicos y térmicos de la matriz de aletas en diferentes posiciones de protección sin derivación
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2158444907
- DOI
- 10.5281/zenodo.1088420
References
- https://openalex.org/W1983637857
- https://openalex.org/W1984651062
- https://openalex.org/W1997381962
- https://openalex.org/W2017139833
- https://openalex.org/W2018605074
- https://openalex.org/W2048274716
- https://openalex.org/W2056754315
- https://openalex.org/W2090748962
- https://openalex.org/W2116278711
- https://openalex.org/W2123681501
- https://openalex.org/W2125223130
- https://openalex.org/W2139539246
- https://openalex.org/W2147542027
- https://openalex.org/W2161363600
- https://openalex.org/W2561865376