Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1397
9
1
gregorian
2018
12
1
18
9
online
1
fulltext
other
اثر سطوح شیاردار بر انتقال حرارت جوشش استخری آب و نانوسیال اکسیدآهن/آب
The effect of grooved surfaces on pool boiling heat transfer of water and Fe3O4/water nanofluid
بررسی فرایند جوشش به دلیل کاربردهای فراوان در صنعت از جمله مبدل های حرارتی و سیستمهای تهویه مطبوع یکی از زمینه های جذاب برای محققان است. یکی از عوامل مهم و مؤثر در انتقال حرارت جوشش استخری، هندسهی سطح گرمکن است. در مقاله ی حاضر، جوشش استخری آب دیونیزه و نانوسیال اکسیدآهن/آب در فشار اتمسفر بر روی سطوح مسی صاف و شیاردار به طور تجربی بررسی شده است. تأثیر شیارهای مستطیلی، دایرهای و مثلثی با گام یکسان بر روی انتقال حرارت جوشش، هدف اصلی مقالهی حاضر است. نتایج نشان داده که ضریب انتقال حرارت جوشش آب دیونیزه در سطح شیاردار دایرهای و مستطیلی به ترتیب ۹۲ و ۴۸.۹ درصد افزایش و در سطح شیاردار مثلثی ۳۳.۱ درصد کاهش نسبت به سطح صاف داشته است. همچنین ضریب انتقال حرارت جوشش نانوسیال اکسید آهن/آب در سطح شیاردار دایرهای ۴۰.۷ درصد افزایش و در سطح شیاردار مستطیلی و مثلثی به ترتیب ۲۱.۸ و ۸۸.۷ درصد کاهش نسبت به سطح صاف داشته است. وجود گوشه ها در<br>
هندسه ی مستطیلی و مثلثی باعث افزایش مقاومت حرارتی و کاهش ضریب انتقال حرارت نسبت به هندسه ی دایرهای میشود. همچنین مساحت شیار، مکانیزم ایجاد حباب ها و میزان تجمع نانوذرات بر روی سطوح مختلف بر انتقال حرارت جوشش مؤثر است. برای بررسی اثر عمق، عمق شیارها در هندسه های مختلف افزوده شد. با افزایش عمق، به دلیل بیشتر شدن سطح انتقال حرارت و چگالی مکانهای هسته زا، ضریب انتقال حرارت جوشش آب و نانوسیال به ترتیب حداکثر تا ۴۳.۵ و ۴۰.۶ افزایش یافته است.
<div style="text-align: justify;">Investigating of boiling process is one of the attractive fields for researchers, because of many applications in industry such as heat exchangers and air condition systems. One of the important and effective factors in pool boiling heat transfer is the heating surface geometry. In present article, pool boiling of dionized water and Fe3O4/water nanofluid at atmospheric pressure have been analyzed on smooth and grooved copper surfaces, experimentally. The effect of rectangular, circular and triangular grooves with the same pitch on boiling heat transfer is the main aim of present article. The results have showed that the boiling heat transfer coefficient of dionized water in circular and rectangular grooved surfaces has enhanced 92% and 48.9%, respectively, and has reduced 33.1% in triangular grooved surface toward the smooth surface. Also, the boiling heat transfer coefficient of Fe3O4/water nanofluid in circular grooved surfaces has increased 40.7% and has decreased 21.8% and 88.7% in rectangular and triangular grooved surfaces, respectively, toward the smooth surface. The corners existence in rectangular and triangular geometries causes thermal resistance increasing and heat transfer coefficient decreasing toward circular geometry. Also, the groove area, the mechanism of bubbles creation and nanoparticles deposition content on different surfaces are effective on the boiling heat transfer. For investigation of depth effect, the grooves depth was increased in different geometries. By adding depth, the boiling heat transfer coefficient of water and nanofluid has increased up to 43.5% and 40.6%, respectively, because of heat transfer surface and nucleation sites density augmentation.</div>
جوشش استخری, نانوسیال, سطح شیاردار, ضریب انتقال حرارت
Pool boiling, Nanofluid, Grooved surface, Heat transfer coefficient
207
216
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-1-2-76&slc_lang=other&sid=15
S.
Nasiri
ساناز
نصیری
1003194753284600230113
1003194753284600230113
Yes
Department of Mechanical Engineering, Yazd University, Yazd, Iran.
دانشجوی دکترا، مهندسی مکانیک، تبدیل انرژی، دانشگاه یزد، یزد
Sh.
Talebi
شهرام
طالبی
talebi_s@yazd.ac.ir
1003194753284600230114
1003194753284600230114
No
Department of Mechanical Engineering, Yazd University, Yazd, Iran.
دانشیار، مهندسی مکانیک، تبدیل انرژی، دانشگاه یزد، یزد
M.R.
Salimpour
محمدرضا
سلیمپور
1003194753284600230115
1003194753284600230115
No
Department of Mechanical Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran.
استاد، مهندسی مکانیک، تبدیل انرژی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان