Suprimir la oscilación de la onda de densidad durante el ebullición del flujo dieléctrico utilizando nanocables

Área de la Ciencia:

• Gestión térmica
• Microfluidos
• Flujo de dos fases

Sus antecedentes:

• Las inestabilidades de flujo como las oscilaciones de caída de presión desafían el enfriamiento de microcanales para la electrónica de alto flujo de calor.
• Las modificaciones de la superficie se exploran para mitigar estas inestabilidades, pero los datos para los fluidos dieléctricos son limitados.

Objetivo del estudio:

• Investigar el impacto de la morfología de la superficie de los nanocables en las inestabilidades de flujo y la transferencia de calor en los microcanales utilizando un fluido dieléctrico.
• Evaluar el potencial de las superficies de nanocables para una gestión térmica fiable en dispositivos electrónicos.

Principales métodos:

• Fabricación de microcanales con estructuras de superficie de nanocables.
• Investigación experimental de la ebullición por flujo de dos fases con Opteon SF33.
• Análisis de la caída de presión, el caudal y las características de transferencia de calor bajo flujos de calor variables.

Principales resultados:

• El microcanal de nanocables suprimió significativamente las oscilaciones de las ondas de densidad.
• Las oscilaciones de flujo de masa y de caída de presión se redujeron en amplitud y frecuencia.
• El coeficiente de transferencia de calor se mejoró en comparación con las superficies estándar.
• Se observó un flujo anular estable debido a la mejora de la humedabilidad de la superficie.

Conclusiones:

• La morfología de la superficie de los nanocables es efectiva para estabilizar las inestabilidades de flujo de dos fases en los microcanales.
• Este enfoque mejora el rendimiento térmico y la fiabilidad para el enfriamiento electrónico con fluidos dieléctricos.
• Los hallazgos apoyan el uso de superficies de ingeniería para soluciones avanzadas de gestión térmica.