Improved Design of Microchannel Plate Geometry for Uniform Flow Distribution

Abstract

Le besoin d'atteindre une capacité élevée dans les micro-dispositifs mène à des vitesses élevées dans les micro-canaux, ce qui produit des pertes de charge élevées. Du fait de la géométrie des plaques de micro-canaux, la perte de charge la plus élevée peut se produire en des points précis et causer des écoulements inégaux le long des micro-canaux, réduisant ainsi la performance. Afi n de maintenir une distribution de l'écoulement uniforme dans des conditions de capacité élevée, on a construit un modèle bidimensionnel pour étudier la distribution de l'écoulement le long des micro-canaux pour diverses géométries de plaques dans le cas d'un micro-échangeur de chaleur. Une nouvelle confi guration de microéchangeur de chaleur permettant de réaliser une distribution d'écoulement uniforme dans toutes les conditions opératoires est proposée, modélisée et testée. D'après les résultats obtenus, on peut voir que la géométrie de plaques munies de vannes d'entrée et de sortie alignées avec les micro-canaux dans le cas de micro-dispositifs à deux entrées et quatre sorties (pour un éventuel fonctionnement d'échange de chaleur à contre-courant) offre une distribution d'écoulement uniforme pour une large gamme de conditions d'écoulement.

The effects of geometric and operating conditions on the hydrogen production performance of a micro-methanol steam reformer

“…On the contrary, the poorest configuration is that with right inlet/ right outlet. This finding confirms a similar conclusion mentioned by Balaji and Lakshminarayanan (2006). According to Balaji and Lakshminarayanan (2006), in the case with two outlets, the velocity distribution can become much more uniform than other designs.…”

“…A computational fluid dynamics (CFD) model was used to calculate the flow distribution on a micro-structured plate by Delsman et al (2004), and the results revealed that optimal geometry is dependent on the flow rate. Balaji and Lakshminarayanan (2006) also designed a novel structure so as to produce an even velocity distribution. In this design, the model was equipped with one inlet and two outlets to yield uniform pressure drop in the channels.…”

The three-dimensional simulation and optimization of an integrated power system for reformer–PrOx–fuel cell modeling

“…Pan et al [19] carried out optimal design of complex manifold geometries for even flow distribution between microchannels by means of a flow network method. Balaji and Lakshminarayanan [20] also designed a novel structure so as to produce an even velocity distribution. In this design, the model was equipped with one inlet and two outlets to yield a uniform pressure drop in the channels.…”

Effects of manifold geometries on flow distribution to parallel microchannels

“…Several researchers have reported on the effects of geometric parameters on the flow uniformity [3][4][5][6][7][8][9][10][11][12]. For example, simulation results have shown that magnification of the manifold length makes the flow distribution uniform.…”