بررسي تجربي اثر تخلخل سطح بر انتقال حرارت در جوشش جرياني مادون سرد آب

كارشناسي ارشد

جوشش هسته زايي، به علت دارا بودن ضريب انتقال حرارت بالاتر نسبت به ساير مكانيزم انتقال حرارت در بسياري از كاربردهاي مهندسي در صنايع مختلفي مانند خنك كاري تراشه هاي الكترونيكي و موتورهاي درونسوز به كار گرفته شده است. پژوهش هاي متعدد در زمينه پديده شناسي فرآيند جوشش نشان مي دهد كه ساختار و ويژگي هاي سطح جامد يكي از مهم ترين پارامترهاي مؤثر بر عملكرد حرارتي در جوشش است. بر اين اساس اصلاح خصوصيات سطح به منظور بهبود عملكرد حرارتي در فرآيند جوشش مورد توجه محققان بسياري قرار گرفته است. در اين پايان نامه اثر تخلخل سطح، به عنوان يكي از پارامترهاي مشخص كننده شرايط سطح، بر انتقال حرارت جوشش جرياني مادون سرد از جنبه هاي گوناگون به صورت تجربي مورد مطالعه و تحليل گرفته است. 5 سطح نمونه شامل يك سطح صيقلي و چهار سطح متخلخل توليد شده با استفاده از آبكاري چندمرحله اي و داراي تخلخل هايي از 42 تا 53 درصد، تحت آزمون جوشش جرياني مادون سرد آب قرار گرفتند. با توجه به الزامات شناسايي شده در طراحي آزمايش، جوشش جرياني مادون سرد با دبي حجمي جريان در گستره 5/2 ، 5 و 5/7 ليتر بر دقيقه، درجه مادون سردي 6/9 و6/5 سانتيگراد و شار حرارتي تا 600 كيلووات بر متر مربع در كانالي با مقطع مستطيلي و قطر هيدروليكي 3/11 ميليمتر مورد بررسي قرار گرفت. بر اساس نتايج به دست آمده سطوح متخلخل با داشتن تعداد سايت هاي هسته زايي و سطح ترشده بيشتر و همچنين توانايي جداسازي مسيرهاي بخار و مايع، عملكرد بهتري نسبت به سطوح صيقلي دارند. همچنين نتايج به دست آمده نشان داد كه افزايش قطر حفره ها به هيسترزيس جوشش كمك مي كند. نتايج تحليل ها نشان دهنده بهبود 300% ضريب انتقال حرارت براي سطح نمونه شش مرحله اي نسبت به سطح صيقلي بود. افزون بر اين موارد، تكرار آزمون جوشش روي سطوح متخلخل نشان داد كه سطوحي كه مدت زمان بيشتري تحت مرحله اول آبكاري قرار گرفتند از عملكرد حرارتي بهتري برخوردارند.

194203

دانشگاه علم و صنعت ايران

تبديل انرژي

دكتر حميد صفاري نطنزي