مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بهبود جوشش استخری با ایجاد میکرو/نانوساختارهای متخلخل الکترونشست شده روی سطح مس

نویسندگان
1 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران
2 دانشیار، مدیر گروه تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک/ دانشگاه علم و صنعت ایران
چکیده
جوشش، روش انتقال حرارت مؤثر و کارآمدی می‌باشد که در زندگی روزمره و صنعت کاربرد دارد. تغییر ساختار شیمیایی و فیزیکی سطح گرم مانند ایجاد تخلخل به منظور بهبود فرآیند جوشش از موضوعات موردتوجه در دهه اخیر می باشد. در این مقاله، سطوح میکرو/نانوساختار متخلخل فلزی به منظور بهبود انتقال حرارت جوششی بر روی سطح فلز مس به روش‌ الکترونشست یک و دو مرحله‌ای ساخته می‌شود. به منظور شناسایی ساختار، تصاویر در مقیاس‌های میکرو و نانو از سطح گرفته شده و خواص سطح مانند تخلخل و زبری اندازه گیری می‌شود. در مرحله بعد، تاثیر این ساختارها بر میزان بهبود انتقال حرارت جوششی به صورت آزمایشگاهی اندازه‌گیری شده و منحنی انتقال حرارت جوششی که شار حرارتی بر حسب سوپرهیت دیواره را نشان می‌دهد، برای سطوح دومرحله‌ای که از لحاظ مکانیکی پایدارتر هستند، با سیال آب استخراج می‌گردد. مقایسه نتایج منحنی های جوشش سطوح بهبودیافته با سطح صاف و نتایج سایر محققین، میزان افزایش ضریب انتقال حرارت و شار حرارتی بحرانی را نشان می دهد. همچنین مقایسه تغییر زمان فرآیند الکترودپوزیشن در ساختارهای حاصله نشان می‌دهد افزایش تخلخل و مویینگی و استحکام در ساختار با زمان کمتر(30 ثانیه‌ای)، باعث بهبود بیشتر فرآیند جوشش هسته‌ای می‌گردد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Pool boiling enhancement by electrodeposited porous micro/nanostructured on copper surface

نویسندگان English

Amir Mirza Gheitaghy 1
Hamid Saffari 2
Jafar Salehi 1
1 School of Mechanical Engineering, Iran University of Science and Technology
2 Associate Prof., Head of Department, School of Mechanical Engineering/ Iran University of Science and Technology
چکیده English

Boiling is a remarkably efficient heat transfer method and is commonly used in daily life and industrial applications. Changing the physical and chemical structure of hot surface in some methods as making a porosity in a manner of enhancing boiling process is an interesting topic in recent decay. In this paper, porous metal micro/nano structural surfaces is produced in order to augmentation of boiling heat transfer on copper surface by the one- and two-stage electrodeposition method. The pictures in micro and nanoscale are captured to identification of structure and surface characteristics as porosity and capillarity are estimated. Next, the effects of structures in enhancing the pool boiling are measured experimentally. So then, boiling heat transfer profiles that demonstrate heat flux versus wall superheat, are derived for water fluid. Pool boiling curves of enhanced surfaces is compared with polished surface and results of other researchers to determine the efficiency improvement. Furthermore, comparison the effect of electrodeposition process time on obtained structures shows higher porosity, capillary and strength of structure with lower process time (30 sec) lead to further enhancement of pool boiling.

کلیدواژه‌ها English

Nucleate pool boiling
Micro/nano structure
Electrodeposition
Copper surface