Microsoft Word - 2.doc ٢٠٠٩ ١ العدد ٢ الد جملة القادسية للعلوم اهلندسية ١ باستخدام طريقة المسماريةمقارنه بين التبريد التصادمي والتبريد األفقي للزعانف تولد العشوائيه حيدر شاكر عبداهللا. د جامعة القادسية-كلية الهندسة قسم الهندسة الميكانيكية الخالصة ∆P من انتقال الحـرارة وهبـوط الـضغط الناتجة الثرموديناميكية الخسائر العشوائية كوسيلة لقياس تولد تم استخدام طريقة ساعد فـي جعـل التـأثير , أن استخدام هذه الطريقة .)عمودي( مبرده بشكل تصادمي الشكل هلمجموعة زعانف مسمارية اسطواني تم الحصول على تعبيـر . لألمثليةObjective Function وهبوط الضغط واضح في دالة الهدف Rللمقاومة الحرارية المشترك وبتطبيـق معـادالت حفـظ الكتلـة C.V مجموعة الزعانف داخل حجم التحكم إنوذلك بتخيل عام لمعدل تولد العشوائية رياضي ت كذلك تم استخدام معادالت تحليلية وتجريبية لحـساب معـامال .Entropy الموازنة بين الطاقة والعشوائية إلى باإلضافةوالطاقة وسرعة الدخول Characteristic Lengths استخدام ابعاد مميزه جديدهحيث تم , CD واالعاقةf واالحتكاك hانتقال الحرارة aUكسرعة مصدر Reference Velocity رينولد إعداد في حساب Re تم استخدام طريقة . وهبوط الضغطSUMT لألمثلية تم برمجـة اسـلوب " ايضا .والتي تستخدم متجهات المشتقة األولى نحو اقل قيمة لدالة الهدف والتي تمثل العشوائية في هذا البحث حيث كانت القيود مأخوذه من التصاميم الشائعة األسـتخدام C++باستخدام لغة constraintsاألمثلية المقترح لدالة الهدف والقيود ، حيث تم التصميم لمجموعة زعانف مسمارية اسطوانية الشكل موضوعة على لوحة الكترونية سمكها في الدوائر األلكترونية الدقيقه mm2 ومعدل توليدها للحرارة هوW10مقدارها ة حرارة جو بدرجK300. نتائج التبريد األفقي لسرع هـواء تم مقارنة النتائج مع .واقطار زعانف مختلفه A Comparison Between Impingement and Horizontal Cooling of Pin-Fin by Using Entropy Generation Method Dr. Hayder Shakir Abdulla College of Engineering-Al-Qadisiyia University Mechanical Engineering Departments Abstract The entropy generation method is applied to measure the thermodynamic losses caused by heat transfer and pressure drop in cylindrical pin-fin heat sinks which cooled by impingement air flow. The use of this method allows the combined effect of thermal resistance and pressure drop to be assessed through the simultaneous interaction with the heat sink. A general expression for the entropy ٢٠٠٩ ١ العدد ٢ الد جملة القادسية للعلوم اهلندسية ٢ generation rate is obtained by considering the whole heat sink as a control volume and applying the conservation equations for mass and energy with the entropy balance. Analytical and empirical correlations for heat transfer coefficients and friction factors are used in the optimization model, where a new characteristic lengths are used and reference velocity used in Reynolds number and pressure drop. The SUMT method is used to optimize the model which use the directional derivative to reach the minimum value to the objective function which is the entropy generation rate in this research. The ++C language is used to programming the optimization procedure to the objective function and its constraints which is taken from the general electronic package case. The design is performed on the electronic circuit of mm2 thickness which is generate W10 in the 300K ambient temperature. A comparison between the results and the results of the horizontal cooling is accomplished for the different air velociti Nomenclatureالرموز املستخدمة A للصفيحة األساسالمساحة الكلية base plate ، WL،2m bpA ،2المساحة الخالية من الزعانف 4 DNWL π −، 2m cA ،2مساحة مقطع زعنفة واحدة 4 D π ،2m finA ،المساحة السطحية لزعنفة واحدةHD2 4 π ،2m hsA 2انف، المساحة السطحية لجميع الزعm D ،قطر الزعنفةm f االحتكاكمعامل )(xCi قيودconstraintsطريقة األمثلية H ارتفاع الزعنفة ،m h ،معامل انتقال الحرارة بالحملKmW ./ 2 i لقيود طريقة األمثليةعداد k ،الموصلية الحراريةKmw ./ L الجريانباتجاهالصفيحة األساس طول ،m N العدد الكلي للزعانف في المجموعة n عدد متغيرات التصميمdesign variables LN الجريانباتجاه األفقيةعدد الصفوف TN عدد الصفوف العمودية على الجريان Q الصفيحة األساس خالل الحرارةالنتقالالكلي معدل ال ،W R ،المقاومة الحراريةWCo / DRe على اساس القطرعدد رينولد ،ν/. aUD LRe ،عدد رينولد على اساس الطولν/. aUL . S KW، معدل تولد العشوائية / LS باتجاه الجريان، وأخرىالمسافة بين زعنفة m TS على الجريان، يدعمو باتجاه وأخرىبين زعنفة المسافة m T ،درجة الحرارة المطلقةK ٢٠٠٩ ١ العدد ٢ الد جملة القادسية للعلوم اهلندسية ٣ aU الداخل لمجموعة الزعانف، الهواء سرعة sm / maxU ئع القصوى خالل اقل مساحة جريان خارجي، سرعة الماsm / ix متغيرات التصميم الرموز الالتينية P∆ ،هبوط الضغطPa δ الصفيحة األساسسمك ،m γ ،نسبة النحافةDH / µ ،اللزوجة المطلقةsPa. ν ،اللزوجة الكيناماتيكيةsm /2 ρ ،3آثافة المائع/ mkg الرموز الدليلية السفلية a الهواء bp صفيحة األساس c التماس w الجدار f المائع fin زعنفة مفردة hs مجموعة الزعانف m المادة المصنوعة منها الزعنفة او البعد المميزoptimumالحالة المثلى * Introductionالمقدمة من األمور الـضرورية لتحـسين األداء الكلـي للـدوائر أصبح heat sink اختيار مجموعة الزعانف إن إن. الحديثـة األجهـزة نحو الصغر في يتجه حجمها إن، حيث CPU في الحاسوب جلمعالكا المعقدة االلكترونية فـي " في العقود األخيرة وخاصـة بالزيادة بداء الدائري ذات المقطع المسمارية الزعانفتطبيق مصفوفات من من كون انتقال كفاءة مجموعة الزعانف المسمارية يأتي إن. microelectronics الماكروية االلكترونيةالدوائر اسسو Bejan (1982)و Poulikakos الباحثان . cross flowالحرارة فيها بطريقة الحمل بالجريان المتقاطع الحمـل ظـروف على جعل العشوائية اقل مايمكن تحت باالعتماد األبعاد المثلى للزعنفة إليجادالطريق النظري ثم اسـتخدموا هـذه general finلزعنفة عامه د العشوائية لمعدل تول اشتقوا عالقة رياضية أنهمحيث .القسري إلـى باإلضـافة لزعانف على شكل صفيحة ذات مقاطع مستطيلة، شبة منحرفة، األبعاد المثلى الختيارالمعادلة .زعانف مثلثة مستطيلة المقطع ٢٠٠٩ ١ العدد ٢ الد جملة القادسية للعلوم اهلندسية ٤ تنتاج ان الجـزء درسا التبريد التصادمي بشكل عملي حيث تم اس )Durbin١٩٩٢( و Hollworthالباحثان اما بالنسبه للجزء االكبر من انتقال الحرارة فانه , jet orificesاالكبر من هبوط الضغط يكون عند فتحات البثق .spent air خروج الهواء فتحةسيكون عند علـى جعـل باالعتمادلمصفوفات الزعانف وثقوا األشكال المثلى )١٩٩٣ (Moregaو Bejanالباحثان باعتبارها كوسط صفوف الزعانف نمذجوا أنهمحيث . بين المائع ومادة الزعنفة اقل مايمكن Rة الحرارية المقاوم .بشكل البعدي Rc مقاومة التماس الحرارية حيث تم التعبير عن Darcy مسامي بتطبيق معادلة دارسي وجـدوا متغيـرات أنهـم حيث . ميك الحرارة طبقوا القانون الثاني لدينا،)١٩٩٧ (Lee و Linالباحثان كـذلك اخـذوا بنـضر . المثلى لكال النظامين الخطي والمتخـالف operating conditions التشغيل وظروف إيجـاد لمحيط الخارجي حيث تم إلى وسطح الزعانف base plate انتقال الحرارة من صفيحة األساس االعتبار إن الحظـوا أنهـم كما . للنظام المتخالف 1974 للنظام الخطي و 2068انت وك DReقيمة عدد رينولد المثلى *ReRe