Régimen de flujo inestable sobre el disipador de calor

Incluso si el flujo fuera de otro modo laminar, un pasador cuadrado tendrá un flujo desprendido con una estela turbulenta a cualquier velocidad que no sea la más lenta. El lugar donde se produce la transición laminar-turbulenta depende de la geometría exacta, pero la aspereza y los pasos repentinos tienden a promover la turbulencia. El flujo a través del ducto delante del disipador de calor también es probable que sea turbulento, rápido y muy probablemente impulsado por un ventilador que produce turbulencia. No coloque demasiadas existencias en el número de Reynolds para determinar si un flujo es laminar, porque una vez que el flujo se vuelve turbulento, tiende a mantenerse turbulento. Es posible que la turbulencia desaparezca, pero generalmente eso requiere un esfuerzo especial de diseño.

Habiendo hecho tanto las simulaciones de CFD como los cálculos simplificados en forma cerrada de problemas similares, prefiero la forma cerrada. Mi enfoque sería utilizar la geometría de la aleta y el caudal para calcular un coeficiente de película equivalente \ $ h \ $ para una placa plana del mismo tamaño que la base del disipador de calor. La introducción de Incropera y DeWitt al libro de transferencia de calor es una buena fuente para las fórmulas para eso. Luego, úselo como condición límite para la transferencia de calor por conducción desde las matrices a la superficie del disipador de calor. Un problema de conducción de calor en estado estable es mucho más fácil de configurar y más rápido de resolver que un problema de CFD transitorio. Como mínimo, será una buena comprobación de la simulación.