تاثير پارامترهاي سطح بر روي جوشش استخري سطوح ميكرو/نانوساختار

دكتري

مبحث انتقال حرارت همراه تغيير فاز از مايع به بخار با نظر به مسائل بحران انرژي و افزايش بازدهي انتقال حرارت، كوچك سازي تجهيزات و خنك كاري بهينه، افزايش ايمني و بهبود توان نيروگاه هاي هسته اي، افزايش بازدهي بويلرها و مبدل ها موردتوجه محققين قرار گرفته است. توجه عمده با توجه به پيشرفت هاي اخير، در زمينه استفاده از سطوح ميكرو/نانوساختار براي بهبود فرآيند تغييرفاز بوده است. ميزان تاثير پارامترهاي ساختار سطح گرمكن بر افزايش بازدهي فرآيند جوشش، هنوز با ابهاماتي همراه است. تحقيقات اخير مهمترين پارامترهاي سطح در فرآيند جوشش را تخلخل، ترشوندگي و ساختار زبري دانسته اند. در اين رساله، سطوح ميكرو/نانوساختار بر اساس پارامترهاي موثر سطح به صورت سطوح متخلخل، آبدوست، كانال دار و تركيبي، بر روي زيرلايه مسي ساخته شده و تاثير آن ها بر بهبود فرآيند جوشش استخري آب در فشار اتمسفري مشاهده و گزارش مي گردد. پس از بيان مباني جوشش استخري و مزاياي بهبود فرآيند، خلاء هاي تحقيقاتي با مرور ادبيات اخير بررسي مي گردد. در اين رساله مشابه اغلب تحقيقات در زمينه بهبود جوشش، مطالعه تجربي بر مبناي مقايسه سطوح بهبوديافته با سطح شاهد و تفسير عملكرد قرار دارد. بدين منظور طرح مطالعات تجربي مقايسه اي و دستگاه آزمايش ساخته شده، ارائه مي گردد. در فصل چهارم، با توجه به مشكلات ساخت تخلخل با فرآيند تف جوشي و مزاياي روش الكترونشست براي جايگزيني، سطوح متخلخل مختلف با تغيير پارامترهاي زمان، جريان و دماي محلول الكتروليت ساخته مي شود. مشخصات ساختاري هندسي، مويينگي و زبري كه پيش بيني مي گردد در فرآيند جوشش استخري موثر باشد، اندازه گيري شده و نتايج آزمون با پيش بيني ها مقايسه مي گردد. همچنين تحليل عددي با ساده سازي مدل ارائه مي گردد. در فصل پنجم، مدل نيمه-تحليلي براي پيش-بيني جوشش استخري بر روي سطوح آبدوست ارائه مي گردد و نتايج پيش بيني با مدل هاي قبلي، نتايج آزمايشگاهي ديگران و خودمان مقايسه مي گردد. در فصل ششم، تاثير مشخصات هندسي ميكروكانال هاي مورب كه با فرآيند ماشين كاري الكتريكي ساخته شده اند، بر روي فرآيند جوشش استخري موردآزمايش قرار مي گيرد. به منظور بهبود بيشتر عملكرد، سطوح با تركيب پارامترهاي قبلي در فصل هفتم موردبررسي قرار مي گيرد. اين تركيب شامل ايجاد تخلخل بر روي كانال و تغيير ترشوندگي در داخل كانال مي شود. نتايج نشان مي دهند به ترتيب سطوح متخلخل، كانالدار و آبدوست باعث بهبود فرآيند جوشش استخري مي شوند و با تركيب پارامترهاي سطح، مي توان به بالاترين ضريب انتقال حرارت و شار حرارتي بحراني دست يافت.

189626

دانشگاه علم و صنعت ايران

تبديل انرژي

دكتر حميد صفاري نطنزي