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Previous issue date: 2012-11 / Nenhuma / Nas últimas décadas, a miniaturização de dispositivos de natureza eletroeletrônica em diversas áreas de aplicação, como biomédica, química e de tecnologia de computadores, tem proporcionado alta eficiência de espaço em equipamentos. Paralelamente, essa redução em espaço físico é contrabalançada pelo alto desempenho exigido com relação aos sistemas de refrigeração nestes equipamentos. Por isso, o controle térmico é uma das áreas mais críticas para o desenvolvimento da microeletrônica moderna. Diversos estudos experimentais e numéricos foram realizados por vários pesquisadores, nas últimas décadas, com vistas a investigar a hidrodinâmica e a transferência de calor em microescala. Porém, os resultados obtidos revelam divergências entre si. Em geral, estas podem ser visualizadas pela análise dos números de Poiseuille e de Nusselt, quando estes são comparados aos resultados previstos pela teoria convencional. Normalmente, as divergências relatadas com relação a medições em microescala estão associadas a fatores geométricos do microcanal, como a sua razão de aspecto, o seu diâmetro hidráulico e condições superficiais de rugosidade. Alguns desvios encontrados com relação ao fator de fricção foram atribuídos às variações da seção transversal dos microcanais. O objetivo deste trabalho foi analisar numericamente como as características hidrodinâmicas e de transferência de calor podem ser influenciadas com relação a variações na seção transversal dos microcanais. Os resultados obtidos para o escoamento laminar monofásico de água em microcanais com deformidades na seção transversal foram comparados aos obtidos para microcanais geometricamente perfeitos, por meio dos números de Poiseuille e de Nusselt local. Desvios para os números de Poiseuille e de Nusselt local, por meio de imperfeições e variações da seção transversal dos microcanais, foram verificados. Alguns desvios para o número de Poiseuille se mostraram dependentes do número de Reynolds. No entanto, alguns resultados obtidos para o número de Nusselt local mostraram que o mesmo é mais sensível à forma da seção transversal do microcanal do que o número de Poiseuille. Esses resultados foram determinados através das equações de conservação da massa, Navier-Stokes e energia, por dinâmica dos fluidos computacional (CFD). / In recent years, the reduction of electronic devices in several application fields, such as biomedicine, chemistry and computer technology has been providing high efficiency related to the space in equipment. At the same time, this reduction in physical space is counterweighted by the high performance required at the refrigeration systems in such equipment. Therefore, the thermal control is one of the most critical areas for the development of modern microelectronic devices. A lot of experimental and numerical studies have been done by several researchers, in the last decades, seeking to investigate the hydrodynamic and heat transfer in microscale. However, the results show divergences among them. In general, these related diversions can be viewed through the Poiseuille and Nusselt numbers, when compared to the predicted results through conventional theory. Usually, the reported divergences related to the measurements in microscale are associated to the microchannel geometric factors, such as channel aspect ratio, channel hydraulic diameter and surface roughness. Some deviations related to the friction factor were attributed to cross-section variations of the microchannels. The aim of this work was verify numerically how the hydrodynamic and heat transfer characteristics can be influenced by cross-section variations of the microchannels. The results obtained for the single-phase laminar flow of water in microchannels with deformities at the cross-section were compared to the perfect ones, through Poiseuille and local Nusselt numbers. Deviations at Poiseuille and local Nusselt numbers, through imperfections and variations of the cross-section of microchannels, were verified. Some deviations at Poiseuille number were dependent on Reynolds number. However, some results obtained for the local Nusselt number showed that it is more sensitive to the shape of the cross-section of the microchannel than Poiseuille number. Such results were obtained through mass conservation, Navier-Stokes and energy equations, by computational fluid dynamics (CFD).
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.jesuita.org.br:UNISINOS/4361 |
| Date | 11 1900 |
| Creators | Hollweg, Fabiano Da Rosa |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/2395367769553765, Copetti, Jacqueline Biancon, Oliveski, Rejane De Césaro |
| Publisher | Universidade do Vale do Rio dos Sinos, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Unisinos, Brasil, Escola Politécnica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UNISINOS, instname:Universidade do Vale do Rio dos Sinos, instacron:UNISINOS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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