مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی آزمایشگاهی اثر سرعت و زبری روی جوشش جریانی مادون سرد

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
2 دانشیار دانشگاه خواجه نصیر الدین طوسی
چکیده
جوشش جریانی مادون سرد زمانی رخ می‌دهد که دمای توده‌ی سیال کمتر و دمای سطح تماس بیشتر از دمای اشباع متناظر با فشار سیال باشد. اهمیت ویژه جوشش در این است که باوجود اختلاف دمای کم میان مایع و سطح تماس، انتقال حرارت زیادی مبادله می‌شود، که دلیل این امر بالا بودن میزان گرمای نهان سیال است. در این مقاله اثر سرعت جریان و زبری سطح روی جوشش جریانی مادون سرد آب خالص بررسی ‌شد. بدین منظور یک دستگاه آزمایش طراحی و ساخته شد. دستگاه متشکل از یک کانال شیشه‌ای به سطح مقطع 30×20 میلی‌متر و طول 120 سانتی‌متر است. قطعه‌ی مورد آزمایش که یک هیتر استوانه‌ای مسی به قطر 12 میلی‌متر هست، در کف کانال تعبیه‌شده است. آزمایش‌ها برای زبری‌های 65/0، 5/2 و 4/4 میکرومتر در سرعت‌های 5/0، 7/0 و 9/0 متر بر ثانیه انجام شدند. نتایج آزمایش‌ها نشان می‌دهد با افزایش زبری سطح، ضریب انتقال حرارت جوشش جریانی افزایش می‌یابد. همچنین با افزایش سرعت، در دماهای سطح جوشش پایین، افزایش انتقال حرارت مشاهده شد. درحالی‌که در دماهای سطح جوشش بالا، عکس روند مذکور مشاهده شد. نتیجه بدست آمده برای اثر سرعت در دماهای سطح جوشش بالا، ناشی از در نظر گرفتن همزمان جابجایی و جوشش و بر هم کنش آن‌ها می‌باشد، که تا کنون به صورت آزمایشگاهی ارایه نشده بود. این کار آزمایشگاهی برای سطح مسی انجام نشده بود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Experimental investigation of velocity and roughness effects on subcooled flow boiling

نویسندگان English

Bagher Soleimani 1
Ali Keshavarz Valian 2
Touraj Malek Pour 1
چکیده English

The subcooled flow boiling occurs when the bulk temperature is less than saturation temperature of the liquid at that pressure while the surface temperature is higher. The most importance of boiling phenomenon is related to the high latent heat of fluid which could removes high heat flux at relatively low temperature difference between liquid and the hot surface. In this study, the impact of velocity and roughness on the subcooled flow boiling were investigated experimentally for pure water. An experimental setup was designed and manufactured. The experimental setup consists of a plexiglass channel with cross section 20×30 mm and the length of 120 cm. A cylindrical heater with diameter 12 mm made of copper is located on the bottom surface of the plexiglass channel. All the experiments were conducted for the surface roughness of 0.65, 2.5 and 4.4 µm at velocities of 0.5, 0.7 and 0.9 m/s. The experimental results show that the surface heat flux increases as the surface roughness and velocity increases. However, this affect of velocity enhancement was only observed for lower boiling surface temperature and opposite trend has taken place for higher boiling surface temperature. This is due to the simultaneous consideration of the convection and boiling terms along with the interaction between them which has not been presented experimentally yet. It appears that this kind of experimental study has not been carried out for copper type surfaces.

کلیدواژه‌ها English

subcooled flow boiling
Heat Flux
Surface roughness
Velocity