جلسه دفاع پایان نامه کارشناسی ارشد (آقای امین رضامند)
موضوع: طراحی و بهینه سازی آوندهای خنک کاری و خودترمیم تحت شارحرارتی
ارائه دهنده: امین رضامند
استادان راهنما: دکترمحمدرضا سلیم پور
استادان مشاور: دکتر محمدرضا توکلی
استادان داور: دکتر احمد سوهانکار اصفهانی، دکتر مهدی نیلی احمدآبادی
چکيده
با توجه به گسترش و استفاده از تکنولوژی مواد خودترمیم در افزایش طول عمر تجهیزات، همچنین ساخت قطعات در مقیاس میکرو و نانو با تولید حرارت بالا ، لزوم بررسی در خصوص خنک کاری و خودترمیمی این قطعات را ایجاد می‌کند.از مهمترین زمینه های کاربرد این قطعات ، صنایع الکترونیک و نظامی هستند.کارکرد بهینه این ساختارها ارتباط مستقیمی با دمای آنها دارد و نگهداری دمای این مکانیزم در سطحی که سیستم کارایی خود را حفظ کند، از اهمیت بالایی برخوردار است.هدف از انجام تحقیق در این ضمینه کاهش بیشینه دمای قطعه، در زمان اعمال شار حرارتی ناشی از آسیب، به ساختار مورد بحث می‌باشد.روش های مختلفی جهت افزایش راندمان فرایند خنک کاری این ساختارها وجود دارد که از این میان میکروکانال های جاذب حرارت با برخورداری از ضریب انتقال حرارت قابل قبول ،بسیار مورد توجه واقع شده اند.یکی از روش هایی که در بهینه سازی ساختار میکروکانال ها مورد استفاده قرار میگیرد استفاده از تئوری ساختاری است.در این تئوری با استفاده از طراحی ساختارهای مختلف به بهینه سازی معماری میکروکانال ها پرداخته خواهد شد.
در این پروژه با بهره گیری از تئوري ساختاري، به بررسی خنک کاری یک قطعه دارای ساختاری متشکل از یک لایه خنک کن و یک لایه که شبکه ای از مواد خود ترمیم در آن قرار دارد ، پرداخته شده است.با فرض بروز ترک و اعمال شار حرارتی به قطعه مربعی شکل که دارای یک لایه خودترمیم ویک لایه خنک کننده است، سیال از ورودی میکروکانال لایه خنک کننده که در مرکز قطعه قرار دارد وارد شده و از شبکه کانال کشی موجود در لایه خنک کن عبور می‌کند و مجددا سیال توسط کانال های برگشت جمع‌آوری شده و از مرکز قطعه خارج می‌گردد و این فرایند پی در پی تکرار می‌شود. هدف، طراحی ساختاری از شبکه خنک کننده می‌باشد که در زمان قرار گرفتن تحت شار حرارتی ثابت در مدت زمان 20 ثانیه ابتدایی بروز ترک، بتواند بهترین عملکرد را داشته باشد و مقاومت حرارتی دارای کمترین مقدار خود باشد. متغیرهای طول مسير، ابعاد عرضی کانال در قسمت های مختلف ساختار درختی و موقعیت انشعاب جزء متغیرهایی هستند که بررسی آنها الزامی خواهد بود.با بررسی نتایج حاصل از تحلیل های صورت گرفته مشخص شد که به کارگیری لایه خنک کننده منجر به کاهش بیشینه دمای قطعه به میزان قابل توجهی خواهد شد. با استفاده از یم مرحله کانالکشی دمای ماکزیمم کمتر و توزیع دمای یکنواخت تری حاصل می شود.همچنین با ایجاد دو مرحله انشعاب افت فشار کاهش قابل توجهی خواهد داشت.
کلمات کليدي: تئوري ساختاري، ميکروکانال ها،مواد خودترمیم، انتقال حرارت جابجايي، بهينه سازي ساختار هندسی