Page 17 - חוברת תקצירים
P. 17
חקר וביצוע ניסויים להיווצרות מערבולות בסקאלות קטנות לצורך הגברת מעבר חום.
BS-21-01
שקד יהודה
ניב מנחם
מנחה: ד"ר אפי צמח, SCE
shakedyyy@hotmail.com
niv1245@gmail.com
תקציר
כיום במערכות מזעריות בעלי צריכת אנרגיה הפינוי חום מהווה מכשול משמעותי. אחת מדרכי הפתרון לבעיה זו היא שימוש במיקרו תעלות לצורך משמעותית הנובעת מאילוץ הקוטר המיניאטורי שגורם למספרי ריינולדס נמוכים. דבר שמתבטא בהסעת חום חלשה, ולפינוי חום לא מספק מהאלמנטים. פותרים בעיה זו לרוב באמצעות שימוש בנוזלים כזורם עבודה, בעלי צמיגות קינטית גדולה, דבר שמגדיל את קצב מעבר חום המפונה לסביבה, אך במקביל מייצר בעיות אחרות. כמו כן קיימת עדיפות לקרר גזי עבור אלמנטים אלו אך גם להם חסרונות משלהם. בפרויקט זה בוצעו ניסויים חדשניים על מיקרו תעלות עם נחיר הצרה פנימי בקטרים שונים, דבר שגורם להיווצרות תופעה פיזיקאלית של רכבת טבעות ערבול. היווצרות טבעות ערבול נגרמות מההפרעה של הנחיר וגורמות לזרימה בתווך של התעלה להתערבל תוך כדי תנועתם מדופן התעלה אל ליבת הזרימה, ערבוב זה מגדיל את נפח הזורם שמשתתף בפינוי חום. לתופעה זו משמעות נרחבת בתחום הקירור ומספקות פינוי חום מוגבר יחסית למיקרו-תעלות מקבילות ללא נחיר הצרה. וניתן לקבל זאת תוך שימוש באוויר כקרר ולא בנוזל. על מנת להוכיח היתכנות וקיימות של תופעה זו בוצעו אנליזות CFD מקדימות בתנאי שפה שונים שהותאמו לבעיה. ולאחריהם בוצעו מספר ניסויים לתפיסת התופעה בעדשת המצלמה בהילוך איטי לניתוח והבנה טובה יותר של התופעה בתחום האמפירי, דבר שמשליך על אופטימיזציה ועוד. משמעות הצלחת ניסויים אלו, הוא הוכחת קיום מוצר המבוסס על אוויר שמסוגל לקרר אלמנטים מיניאטוריים בעלי צריכת אנרגיה גבוהה. בניגוד למצב הנוכחי בו זורם עבודה הדומיננטי בשוק מבוסס על נוזלים
וקררים יקרים. הצגת מוצר חדש לשווקים אלו, מהווה פתרון אלגנטי, מכני, זול משמעותית וחדשני.
מילות מפתח: טבעות ערבול, מיקרו-תעלות, פינוי חום מוגבר, אנליזות CFD
איור 1. מערכת הניסוי איור 2. אנליזת CFD – מערבולות
17
