مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی تجربی اثر جهت گیری زبری سطح بر نحوه حرکت حباب و شار حرارتی بحرانی در جوشش استخری

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک و هوافضا، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران
2 استادیار و رییس دانشکده مهندسی مکانیک و هوافضا دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات
چکیده
جوشش استخری توانایی دارد که شار حرارتی زیادی را در یک اختلاف دمای کوچک منتقل نماید و این امر می‌تواند با استفاده از روش‌های اصلاح و بهبود سطح افزایش پیدا کند. در پژوهش حاضر به بررسی انتقال حرارت جوشش استخری بر روی 4 سطح با جهت گیری‌های مختلف پرداخته شده است. به همین منظور یک دستگاه آزمایشگاهی طراحی و ساخته شد. هدف اصلی، ارائه یک روش ساده و مقرون به صرفه و با ماندگاری طولانی‌تر در کارهای صنعتی، همراه با داشتن بیش‌ترین میزان شار حرارتی بحرانی در برابر کم‌ترین اختلاف دمای سوپر هیت سطح بوده است. نتایج بدست آمده از مطالعه نشان داده‌ که فاکتور زبری سطح باعث به تعویق افتادن اتصال حباب‌ها شده و شار حرارتی اندکی افزایش می‌یابد. علاوه بر فاکتور زبری، دو فاکتور تفکیک حباب از سیال در فرآیند دفع گرما و تغذیه بیشتر سایت‌های هسته‌زایی و میکرولایه زیرین حباب می‌توانند با اهمیت‌تر از زبری سطح باشند. به طوری که سطح با زبری کم‌تر و با جهت گیری زبری یک بعدی افزایش شار حرارتی بیش‌تری را نسبت به سطح با زبری بیش‌تر و با جهت گیری زبری دایروی شکل نشان داده است. در انتها با ایجاد یک سطح میکروکانال که ترکیبی از روش‌های تفکیک سیال- حباب و تغذیه بیش‌تر میکرولایه زیرین حباب بوده است، می‌توان بدون اضافه کردن هیچ گونه ذرات اضافی به سیال پایه، شار حرارتی را تا 131% و ضریب انتقال حرارت را تا 211% افزایش داد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Experimental investigation of the effect of roughness orientation of surface on motion of bubbles and critical heat flux

نویسندگان English

mehdi mohammadi 1
morteza khayat 2
1 Department of Mechanical Engineering, Science and Research branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Department of Mechanical Engineering, Science and Research branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده English

Pool boiling has the ability to remove large heat flux at low difference temperature of wall and this can be further enhanced by using surface modification methods. This article investigates pool boiling heat transfer on 4 levels with different orientations. For this purpose, a laboratory device was designed and built. The main goal of providing a simple and cost-effective manner with high durability in industrial applications, to having the highest amount of critical heat flux at the lowest level of super-heated temperature difference. The results show that surface roughness factor causing a delay in connecting the bubbles and heat flux increased slightly. In addition to roughness factor, two factors separating bubbles from the fluid in the heat dissipation and more power nucleation sites and micro-bubble layer can be more important than the surface roughness. The surface polished in one direction with lower roughness has higher critical heat flux than circular rough surface. Ultimately to combine bubble separation and more feed the micro layer with made micro channel. With this method it could be increased 131% critical heat flux and 211% heat transfer coefficient.

کلیدواژه‌ها English

Pool Boiling
Orientation of Surface
Bubble Motion
Critical Heat Flux
Heat Transfer Coefficient