Cooling system design for thermal management of electronic equipment, batteries and photovoltaic (PV) modules is important for increasing the efficiency, safety operation, and long life span the products. In the present study, two different cooling systems are proposed with nano-enhanced multiple impinging jets for a conductive panel. The present cooling systems can be used in electronic cooling and PV modules. Perforated porous object (PPO) and sinusoidal porous object (SPO) are used in the jet cooling system. 2D numerical analysis using finite volume method is conducted considering different values of permeability of the objects (Darcy number (Da) between 10−6 and 10−1). When PPO is used in the cooling system, number of cylinders (between 1 and 6), and size of the cylinders (between 0.015 and 0.075) are considered. In the case of using SPO, amplitude (between 0.1 and 2) and wave number (between 1 and 12) are varied. Alumina-water nanofluid with cylindrical shaped nanoparticles is used as the heat transfer fluid. When permeability is changed for PPO, the average temperature increases by roughly 3.89 °C for a single cylinder and drops by roughly 0.57 °C for a six-cylinder cases. Increasing the size of the cylinder in the PPO case at highest permeability results in temperature drop of 5.3 °C. When changing the number of cylinders, cooling rate varies by about 3.6%. Wave number of SPO is more influential on the cooling performance enhancement as compared to amplitude and permeability of the SPO. The average surface temperature drops by 12.4 °C when the wave number is increased to 12. As compared to reference case of jet impingement cooling without porous object, using PPO and SPO along with the nanofluid result in temperature drop of 12.3 °C and 14.4 °C.

This study explores the impact of tube rotation on the melting performance of a multi-tube latent heat energy storage system through numerical analysis. The system involves a phase change material (PCM) contained within a tube, which absorbs heat from hot water flowing through a tube surrounding the PCM, as well as two tubes enveloped by the PCM. The investigation considers the angle between the line connecting the centers of the two inner tubes and the horizon (α = 0°, 45°, 90°, and 135°), along with the direction of rotation of inner tubes. Results are compared with data from scenarios involving only outer tube rotation and stationary systems. Temporal variations in temperature and liquid fraction contours, along with the temporal evolution of average temperature and average liquid fraction of PCM are presented. It was determined that for each α, the melting performance varied from best to worst across the system configurations as follows: the system with all three rotating tubes, the system with only the outer rotating tube, and the stationary system. The minimum time required to complete PCM melting for cases at α = 0°, 45°, 90°, and 135° is respectively 44.92 %, 42.11 %, 41.32 %, and 40.62 % less than that of the stationary system.

Efficient cooling system design with impinging jets becomes an important topic due to its higher cooling performance applicable to engineering systems such as in electronic cooling, photovoltaic panels and material processing. In the present study, cooling of an oscillating hot object is considered by using a double slot jet impingement system in the presence of a uniform inclined magnetic field. The oscillation of body and magnetic field can be present in the system or they can be considered as methods for flow and convective heat transfer control for the slot-jet impingement system. Analysis is done for a range of values for the jet Reynolds number (Re ranging from 100 to 500), Hartmann number (Ha, ranging from 0 to 10), inclination of magnetic field (γ, ranging from 0 to 90), and oscillation amplitude (Amp, between −3 and 3) by using finite element method with Arbitrary Lagrangian–Eulerian technique. It is observed that due to the hot object's oscillating nature, cooling is either increased or worsened for different time steps based. When Re is raised from the lowest to highest value, average Nusselt number (Nu) increases by a factor of 2.4. In the cooling system with impinging jets, strength of magnetic field and its inclination may be employed to regulate the vortex size and distribution. In comparison to the absence of magnetic field, the average Nu falls by around 73% to 75.5% at the greatest magnetic field strength. When oscillation is enabled, cooling performance is increased adopting the time step. By comparing the oscillating object with stationary one, cooling performance improvements of 28% and 8.3% are obtained at (Re, Ha)=(500, 0), and (500, 10) parametric combinations.

ABSTRACT Numerical estimation for the impacts of the conductive partitions having different positions on the mixed laminar convection of air in a 2D vented enclosure was examined. The variable parameters are accepted as Reynolds number ( Re = 10–1000), Richardson number ( Ri = 0–5), and size of the partition (0.25 H , 0.5 H , and 0.75 H ). Twelve cases having several partition arrangements were analyzed. It was observed that excellent convection control can be obtained by using conductive partitions depending upon the Re and Ri combinations. Generally, at small Re , the mean Nu was not affected by the variation of geometry and Ri at small Re . The highest Nu is achieved in Case 12, a cavity with two partitions having a length of 0.75. At Re = 1000, the rate of increase in Nu at Ri = 0, 1, and 5 are obtained at 2.085, 1.868, and 1.43 according to the bare cavity, respectively. In addition, the effect of the solid–fluid thermal conductivity ratio ( K = 0.002, 0.2, 1, 5, and 40) on heat transfer was investigated for Case 12. Empirical power‐law Nusselt number correlation was derived for a 2D vented cavity with/without conductive partitions. In conclusion, the maximum heat transfer enhancement rate is obtained in the vented cavity with two length partitions of 0.75. At Re = 1000, the increases in heat transfer rate ( Nu / Nu 0 ) for Ri = 0, 1, and 5 are 2.085, 1.87, and 1.43 times higher, respectively, compared with the bare cavity. In terms of effectiveness, Case 12 is the optimum case after Case 0.