Mikro ısı eşanjörü - Micro heat exchanger
Mikro ısı eşanjörleri, Mikro ölçekli ısı eşanjörleri veya mikro yapılı ısı eşanjörleri , tipik boyutları 1 mm'nin altında olan (en az bir) sıvının yanal sınırlar içinde aktığı ısı eşanjörleridir . Bu tür en tipik sınırlama, 1 mm'nin altında hidrolik çapa sahip kanallar olan mikrokanallardır . Mikrokanallı ısı eşanjörleri metal, seramik,
Mikrokanallı ısı eşanjörleri, aşağıdakiler dahil birçok uygulama için kullanılabilir:
- yüksek performanslı uçak gaz türbini motorları
- ısı pompaları
- Mikroişlemci ve mikroçip soğutma
- klima
Arka fon
Mikro ölçekli termal cihazların araştırılması, konvektif ısı transferi için tek fazlı iç akış korelasyonu tarafından motive edilir:
Burada bir ısı aktarım katsayısı , bir Nusselt sayısı , bir ısı iletkenliği sıvı ve bir hidrolik çap kanal veya kanal. İç laminer akışlarda Nusselt sayısı sabit hale gelir. Bu, analitik olarak ulaşılabilecek bir sonuçtur: Sabit bir duvar sıcaklığı durumu için ve yuvarlak borular için sabit ısı akışı durumu için. Düz paralel plakalar için son değer 140/17 = 8.23'e yükseltilir. [2] de Reynolds sayısı hidrolik çapı ile orantılıdır, küçük bir hidrolik çapının kanal sıvı akış ağırlıklı karakter laminar olacaktır. Dolayısıyla bu korelasyon, kanal çapı azaldıkça ısı transfer katsayısının arttığını gösterir. Zorlanmış konveksiyondaki hidrolik çapın onlarca veya yüzlerce mikrometre mertebesinde olması durumunda, son derece yüksek bir ısı transfer katsayısı elde edilmelidir.
Bu hipotez ilk olarak Tuckerman ve Pease tarafından araştırılmıştır. Olumlu sonuçları, tek kanallı ısı transferinin klasik araştırmalarından paralel mikro kanallı ve mikro ölçekli plaka kanatlı ısı eşanjörlerinde daha uygulamalı araştırmalara kadar uzanan daha fazla araştırmaya yol açtı . Bu alandaki son çalışmalar, mikro ölçekte iki fazlı akışların potansiyeline odaklanmıştır.
Mikro ısı eşanjörlerinin sınıflandırılması
Tıpkı "geleneksel" veya "makro ölçekli" ısı eşanjörlerinde olduğu gibi , mikro ısı eşanjörlerinde de bir, iki ve hatta üç akışkan akışı vardır. Bir akışkan akışı olması durumunda, ısı , elektrikle çalışan ısıtıcı kartuşlardan akışkana aktarılabilir (akışkanların her biri bir gaz , bir sıvı veya çok fazlı bir akış olabilir ) veya Peltier gibi elektrikle çalışan elemanlar tarafından akışkandan çıkarılabilir. soğutucular. İki akışkan akış durumunda, mikro ısı eşanjörleri genellikle akışkan akışlarının bir diğerine yönlendirilmesine göre "çapraz akış" veya " karşı akış " cihazları olarak sınıflandırılır . Bir mikro ısı eşanjörü içinde kimyasal bir reaksiyon gerçekleştirilirse, ikincisine mikro reaktör de denir .