مطالعه اثر ذرات آزاد آبگريز بر فرايند جوشش

كارشناسي ارشد

جوشش نوعي فرايند انتقال حرارت است كه تنها با اختلاف دماي اندك با تغيير فاز مايع به بخار مقدار ز يادي انرژي حرارتي را از سطح دفع مي كند. جوشش در صنعت بر عملكرد بو يلرها و بسياري از دستگاه هاي صنعتي اثرگذار است به همين دليل محققان همواره به دنبال ر اه هايي بوده اند كه نرخ جوشش را به خصوص در قسمت جوشش هسته اي افزايش دهند و باعث كارايي سيستم شوند. دو روش از راه هاي اثر گذاري بر جوشش استفاده از ذرات معلق و گاز حل شده مي باشد. در صورت افزايش دما يا كاهش فشار، انحلال پذيري گاز حل شده كاهش مي يابد و حباب هاي ميكروني گاز تشكيل مي شوند و با اغتشاش باعث تسريع در شكل گيري هسته هاي اوليه جوشش مي شوند. همچنين آزمايشات نشان داده اند كه نوع، جنس و سايز ذرات معلق و ته نشين شده نيز بر عملكرد جوشش اثرگذار هستند. محققان متعددي بر روي اثرات اين ذرات بر جوشش كار كرده اند و اين نتيجه حاصل شد كه ذرات بر عملكرد جوشش اثر گذار هستند و هرچه سايز ذرات ر يزتر باشد، تاثير مستقيمي بر شكل گيري هسته هاي جوشش مي گذارد و باعث افزايش شار حرارتي بحراني و بهبود جوشش مي شوند. مطالعات نشان مي دهد كه اين ذرات باعث افزايش و يسكوز يته و رسانش حرارتي سيال مي شوند و يا با افزايش زبري و سطح تماس باعث بهبود جوشش مي شوند. همچنين سطوح آبگر يز و آبدوست نيز بر جوشش اثرگذارند .بنابراين وجود ذرات محرك تغيير فاز مايع به بخار است. در اين پروژه ابتدا سيستم ازمايشگاهي مناسب با توجه به اهداف و خواسته هاي اين مسئله كه ذرات معلق آبگريز بود، طراحي و ساخته شد. بعد از طراحي و ساخت ابتدا دبي تبخير آب خالص اندازه گيري شد. مدل به دست امده حاصل از تبخير آب خالص به خوبي با فيزيك مسئله كه كاهش خطي دبي تبخير با افزايش دما است تطابق دارد. سپس ذرات آبدوست و آبگريز الومينيوم، فلوگوپيت و سيليكا با درصد جرمي 0.05 ،0.01و 0.1به آب آزمايش تزريق شدند. نتايج نشان مي دهد كه نرخ تبخير با مقدار ذرات آبدوست تزريق شده و رسانش حرارتي ان ها رابطه مستقيم دارد اما ذرات آبگريز بر عملكرد جوشش و دبي تبخير بي اثر هستند. در حقيقت ذرات آبگريز به دليل ماهيت غيرقطبي بعد از تزريق از كف سيال ،پس از گذشت مدت كوتاهي به سطح آب مي رسند و بي اثر مي شوند .

204701

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي مكانيك

دكتر نوروزمحمد نوري