A microchannel with staggered truncated ribs (MC-STR) is presented. The effects of rib height ratio (α) and rib width ratio (β) on the thermal-hydraulic performance and entropy generation are investigated by numerical simulation at the Reynolds numbers (Re) range of 223–593. Initially, to compare the MC-STR of different α configurations, the traditional ribbed microchannel (MC-TR) and the smooth microchannel (MC-S) are also numerically analyzed. Subsequent analysis further investigates the effect of β on convective heat transfer in MC-STR. The results indicate that MC-STR significantly enhances the heat transfer and reduces the heated wall temperature. Increasing α and β results in higher Nusselt number (Nu) and friction coefficient (f). Compared to MC-TR, MC-STR effectively reduces pressure drop losses and exhibits higher Nu at α = 0.75 and α = 0.5 for most Re. Overall, the highest comprehensive thermal performance factor (PEC) of 1.355 for MC-STR (α = 0.5, β = 0.3) is attained at Re = 593. Furthermore, the augmentation entropy generation number (Ns,a) of MC-STR (α = 0.75, β = 0.3) reaches the lowest value of 0.422 for Re = 593.

中文翻译：

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交错截断肋对微通道散热器热工-水力性能和熵产生的影响


提出了一个具有交错截断肋的微通道 （MC-STR）。通过在 223–593 的雷诺数 （Re） 范围内进行数值模拟，研究了肋高比 （α） 和肋宽比 （β） 对热工水力性能和熵产生的影响。首先，为了比较不同α构型的 MC-STR，还对传统带肋微通道 （MC-TR） 和光滑微通道 （MC-S） 进行了数值分析。随后的分析进一步研究了 β 对 MC-STR 对流传热的影响。结果表明，MC-STR 显著增强了传热性能，降低了加热壁温度。增加 α 和 β 会导致更高的努塞尔数 （Nu） 和摩擦系数 （f）。与 MC-TR 相比，MC-STR 有效降低了压降损失，并且在 α = 0.75 和 α = 0.5 时表现出更高的 Nu。总体而言，MC-STR 的综合热性能因子 （PEC） 最高，为 1.355（α = 0.5，β = 0.3），在 Re = 593 时。此外，当 Re = 593 时，MC-STR 的增强熵生成数 （Ns，a） （α = 0.75， β = 0.3） 达到最低值 0.422。