Optimization of micro pin-fin heat sink with staggered arrangement

材料科学 压力降 纳米流体 传热 散热片 环形翅片 复合材料 雷诺数 强化传热 热的 矩形 机械 传热系数 热力学 几何学 物理 数学 湍流
作者
Arjun Kozhikkatil Sunil,Rakesh Kumar
出处
期刊:Thermal Science [National Library of Serbia]
卷期号:22 (6 Part B): 2919-2931 被引量:6
标识
DOI:10.2298/tsci161221202a
摘要

The effect of the pin-fin shapes on the overall performance of the carbon nanotube bundles as porous micro pin-fins with in-line and staggered arrangement for the heat transfer and pressure drop is studied using FLUENT 15.0. The results of the study revealed that at 100 < Re < 2000, triangle has the best performance followed by square, rectangle, hexagon and circle in 1 mm height, 15 mm width, and 45 mm length silicon rectangular mini-channel. The staggered configuration gave better heat transfer performance than in-line arrangement at all Reynolds numbers for all shapes with up to 19% thermal improvement but with up to 79% pressure drop differential. On a mini-channel surface with nanotube fins, the nanofluid (0.001 to 1%) increases the thermal performance up to 40% in comparison with water. The best thermal performance enhancement of 106% was obtained by using staggered triangular fins with larger fin height of 0.75 mm, smaller fin width of 0.5 mm, and spacing double the fin width and 0.01% CuO-water nanofluid followed by 103% with 0.01% Al2O3-water in comparison to channels with inline circular fins and water.

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