Simulación de un micro-evaporador para un micro-tubo horizontal circular de 1-mm
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Universidad Autónoma de Baja California
Resumen
Descripción
Flow boiling into micro-channels is a good option of cooling solutions for electronic devices. Numerical simulations allow designing correctly before manufacturing. In this paper, the results of a steady-state one-dimensional simulation are presented for a single horizontal circular 1-mm tube. Through the refrigerant flows, two regions are distinguished: subcooled liquid flow and two-phase flow. Typical equations and correlations have been used for subcooled liquid flow; while one theoretical model has been used for two-phase flow. The results presented here are those by using perfluorohexane, which is used in the formulation of FC-72, a refrigerant for cooling electronic devices. For the range of tested parameters, the next conclusions come: i) from the point of view of choosing the pump, the highest subcooled level, and inlet pressure should be preferred; ii) in order to avoid the critical heat flux condition, the lowest inlet pressure should be preferred; iii) there is a contradiction for choosing the right inlet pressure because is opposite for the point of view of pump selection and critical heat flux condition.
El flujo en ebullición dentro de micro-canales es una buena opción para el enfriamiento de dispositivos electrónicos. Las simulaciones numéricas permiten diseñar correctamente antes de la manufactura. En este artículo, los resultados de una simulación uni-dimensional, en estado estacionario, son presentados para un tubo horizontal circular de 1 mm. Mientras el fluido fluye, se distinguen dos regiones: flujo de líquido sub-enfriado y flujo bifásico. Ecuaciones y correlaciones típicas han sido utilizadas para el flujo de líquido sub-enfriado; mientras que un modelo teórico ha sido utilizado para el flujo bifásico. Los resultados aquí presentados son aquellos utilizando perfluorohexano, el cual es utilizado en la formulación del FC-72, un refrigerante para el enfriamiento de dispositivos electrónicos. Para el rango de los parámetros aquí probados, se obtienen las siguientes conclusiones: i) desde el punto de vista de la selección de la bomba, el nivel más alto de sub-enfriamiento y de presión de ingreso serían preferidos; ii) para evitar la condición de flujo de calor crítico, la más baja presión de ingreso sería preferida; iii) hay una contradicción en la selección de la presión de ingreso correcta porque es opuesta desde el punto de vista de la selección de la bomba y de la condición de flujo de calor crítico.
El flujo en ebullición dentro de micro-canales es una buena opción para el enfriamiento de dispositivos electrónicos. Las simulaciones numéricas permiten diseñar correctamente antes de la manufactura. En este artículo, los resultados de una simulación uni-dimensional, en estado estacionario, son presentados para un tubo horizontal circular de 1 mm. Mientras el fluido fluye, se distinguen dos regiones: flujo de líquido sub-enfriado y flujo bifásico. Ecuaciones y correlaciones típicas han sido utilizadas para el flujo de líquido sub-enfriado; mientras que un modelo teórico ha sido utilizado para el flujo bifásico. Los resultados aquí presentados son aquellos utilizando perfluorohexano, el cual es utilizado en la formulación del FC-72, un refrigerante para el enfriamiento de dispositivos electrónicos. Para el rango de los parámetros aquí probados, se obtienen las siguientes conclusiones: i) desde el punto de vista de la selección de la bomba, el nivel más alto de sub-enfriamiento y de presión de ingreso serían preferidos; ii) para evitar la condición de flujo de calor crítico, la más baja presión de ingreso sería preferida; iii) hay una contradicción en la selección de la presión de ingreso correcta porque es opuesta desde el punto de vista de la selección de la bomba y de la condición de flujo de calor crítico.
Palabras clave
Micro-evaporator, Flow boiling, Numerical simulation, Subcooled liquid flow, Two-phase flow, Micro-evaporador, Flujo en ebullición, Simulación numérica, Flujo de líquido sub-enfriado, Flujo bifásico.