Abstract

In this study, the effects of adding pin-fins on heat sink effectiveness were investigated. To boost the pin-fin efficacy on heat rejection capability, four cross-sections were defined. Two arrangements (ES and ET) were defined to examine the effects of velocity patterns on heat transfer and irreversibility. To solve the problem, the transient solution of the momentum, continuity, and energy equations for nanofluid was utilized. Increasing the velocity in the channel increases the amount of velocity gradient especially between the fins. But in different arrangements and different velocities, using different fins may lead to a reduction in entropy generation due to viscous dissipation. Velocity changes between the fins are very important in this regard. The ET arrangement results in higher entropy generation due to viscous dissipation compared to another model, indicating rapid velocity changes in this arrangement. The fin with better heat transfer has lower entropy generation. Better heat transfer reduces heat loss. It also reduces the temperature gradient and sudden temperature changes in this area, resulting in less thermal entropy generation. The use of brick-shaped nanoparticles results in less thermal entropy generation due to the higher thermal conductivity of this type of nanoparticles. It was found that the total entropy generation decreased with fluid velocity, leading to an improvement in heat transfer. Also, the circular fin has minimum thermal entropy generation and maximum heat transfer. Between different arrangements, the TE model has less total entropy generation.

摘要

在这项研究中，研究了添加针翅片对散热器效率的影响。为了提高针翅式散热能力的功效，定义了四个横截面。定义了两种排列方式（ES 和 ET）来检查速度模式对传热和不可逆性的影响。为了解决这个问题，利用了纳米流体的动量、连续性和能量方程的瞬态解。增加通道中的速度会增加速度梯度的量，尤其是在翅片之间。但在不同的布置和不同的速度下，使用不同的翅片可能会由于粘性耗散而导致熵产生减少。在这方面，翅片之间的速度变化非常重要。与另一个模型相比，ET 布置由于粘性耗散导致更高的熵产生，表明这种布置中的快速速度变化。传热较好的翅片产生的熵较低。更好的热传递减少了热损失。它还减少了该区域的温度梯度和突然的温度变化，从而减少了热熵的产生。由于这种类型的纳米颗粒具有较高的导热性，因此使用砖形纳米颗粒会导致较少的热熵产生。结果发现，总熵产生量随流体速度的增加而降低，从而导致热传递的改善。此外，圆形翅片具有最小的热熵产生和最大的热传递。在不同的安排之间，TE 模型的总熵生成较少。表明这种安排的速度变化很快。传热较好的翅片产生的熵较低。更好的热传递减少了热损失。它还减少了该区域的温度梯度和突然的温度变化，从而减少了热熵的产生。由于这种类型的纳米颗粒具有较高的导热性，因此使用砖形纳米颗粒会导致较少的热熵产生。结果发现，总熵产生量随流体速度的增加而降低，从而导致热传递的改善。此外，圆形翅片具有最小的热熵产生和最大的热传递。在不同的安排之间，TE 模型的总熵生成较少。表明这种安排的速度变化很快。传热较好的翅片产生的熵较低。更好的热传递减少了热损失。它还减少了该区域的温度梯度和突然的温度变化，从而减少了热熵的产生。由于这种类型的纳米颗粒具有较高的导热性，因此使用砖形纳米颗粒会导致较少的热熵产生。结果发现，总熵产生量随流体速度的增加而降低，从而导致热传递的改善。此外，圆形翅片具有最小的热熵产生和最大的热传递。在不同的安排之间，TE 模型的总熵生成较少。更好的热传递减少了热损失。它还减少了该区域的温度梯度和突然的温度变化，从而减少了热熵的产生。由于这种类型的纳米颗粒具有较高的导热性，因此使用砖形纳米颗粒会导致较少的热熵产生。结果发现，总熵产生量随流体速度的增加而降低，从而导致热传递的改善。此外，圆形翅片具有最小的热熵产生和最大的热传递。在不同的安排之间，TE 模型的总熵生成较少。更好的热传递减少了热损失。它还减少了该区域的温度梯度和突然的温度变化，从而减少了热熵的产生。由于这种类型的纳米颗粒具有较高的导热性，因此使用砖形纳米颗粒会导致较少的热熵产生。结果发现，总熵产生量随流体速度的增加而降低，从而导致热传递的改善。此外，圆形翅片具有最小的热熵产生和最大的热传递。在不同的安排之间，TE 模型的总熵生成较少。由于这种类型的纳米颗粒具有较高的导热性，因此使用砖形纳米颗粒会导致较少的热熵产生。结果发现，总熵产生量随流体速度的增加而降低，从而导致热传递的改善。此外，圆形翅片具有最小的热熵产生和最大的热传递。在不同的安排之间，TE 模型的总熵生成较少。由于这种类型的纳米颗粒具有较高的导热性，因此使用砖形纳米颗粒会导致较少的热熵产生。结果发现，总熵产生量随流体速度的增加而降低，从而导致热传递的改善。此外，圆形翅片具有最小的热熵产生和最大的热传递。在不同的安排之间，TE 模型的总熵生成较少。