Diseño Termohidráulico de Disipadores de Calor Compuestos por Microcanales Usando Algoritmos de Teselación

Abstract

El trabajo aborda el diseño de disipadores de calor compuestos por microcanales. La metodología incluye primeramente la implementación computacional de algoritmos de teselación para construir estructuras de multimicrocanales interconectados en una red compleja. La distribución de microcanales generada por la teselación se emplea en un proceso numérico para analizar termohidráulicamente, incorporando condiciones de flujo de calor a disipar y flujos de fluidos refrigerantes. Los programas computacionales empleados son de código abierto, elaborados in-house, en los lenguajes de programación de Python y Fortran 90. Las ecuaciones de mecánica de fluidos son del tipo no lineal y se resuelven linealizando con el Método de Newton-Raphson. Los sistemas de ecuaciones linealizados se resuelven por el método de Eliminación de Gauss. Los resultados comprenden diseños de disipadores con diversas configuraciones de microcanales. Estos diseños se procesan para calcular distribuciones de flujos másicos, de presión y de temperatura de fluido para cada uno de los microcanales de la red. Los datos numéricos obtenidos permiten obtener configuraciones optimizadas con diversos enfoques como la intensificación de la transferencia de calor o la penalización por la pérdida de carga o ambas combinadas.