AI Summary & Key Takeaways
AI InsightThe steady-state numerical simulations have been performed at low mass fluxes between 5 and 15 kg/m2s and at heat fluxes ranged from 1-10 kW/m2.
📌 3 Key Takeaways
Abstract
Recently, heat transfer demand from small volumes with high heat flux have started to appear with the developing technology. Microchannel heat exchangers (MCHE) have been becoming promising designs to meet such requirements due to their outstanding advantages. The MCHEs are becoming widespread designs in industrial applications like refrigeration, electronic cooling, air-conditioning, heat pump, HVAC, etc. But, microchannels cause a different flow characteristic than conventional channel geometries. Thermo-physical properties of refrigerants make flow inside microchannel addressed a special problem. It is aimed in this study to numerically investigate the refrigerant flow inside the microchannel. In this respect, 5 halocarbon, 2 hydrocarbon and 1 natural refrigerants have been selected for numerical investigation. Environmental impacts of the selected refrigerants have also been discussed. Microchannels with 8 different cross-sectional areas with a hydraulic diameter of 1 mm have been designed to analyze the effects of microchannel geometry on refrigerant flow. The steady-state numerical simulations have been performed at low mass fluxes between 5 and 15 kg/m2s and at heat fluxes ranged from 1-10 kW/m2.
Özet
Son zamanlarda gelişen teknoloji ile birlikte küçük hacimlerden yüksek ısı akısına sahip ısı transferi ihtiyacı ortaya çıkmaya başlamıştır. Mikrokanal ısı eşanjörleri (MID), üstün avantajları nedeniyle bu tür gereksinimleri karşılamak için umut verici tasarımlar haline gelmektedir. Enerji verimliliğini iyileştirmek üzere MID’ler soğutma, elektronik soğutma, iklimlendirme, ısı pompası, HVAC, vb. gibi endüstriyel uygulamalarda yaygınlaşan tasarımlar olmaktadır. Ancak mikrokanallar, geleneksel kanal geometrilerinden farklı bir akış karakteristiğine neden olmaktadır. Bu farklı akış rejimine ek olarak, soğutucu akışkanların termo-fiziksel özellikleri, mikrokanal içinde akışı özel bir problem haline getirmektedir. Bu çalışmada mikrokanal içindeki soğutkan akışının nümerik olarak incelenmesi amaçlanmıştır. Bu bağlamda, nümerik inceleme için 5 halokarbon, 2 hidrokarbon ve bir doğal soğutucu akışkan seçilmiştir. Seçilen soğutucu akışkanların çevresel etkileri ayrıca tartışılmıştır. Mikrokanal geometrisinin soğutucu akışkan akışı üzerindeki etkilerini analiz etmek üzere 1 mm hidrolik çapta 8 farklı kesit alanına sahip mikrokanal tasarlanmış ve analizde hesaplama geometrisi olarak kullanılmıştır. Sürekli rejim nümerik simülasyonları, 5 ile 15 kg/m2s arasındaki düşük kütle akılarında ve 1-10 kW/m2 arasında değişen ısı akılarında gerçekleştirilmiştir