---

در سال‌های اخیر مطالعات زیادی در مورد استفاده از نانوسیال روی جوشش استخری انجام شده که نتایج متناقضی در این مورد ارائه شده است. در این مقاله انتقال حرارت جوشش استخری نانوسیال آب-آلومینا در دمای اشباع با غلظت‌های حجمی مختلف ۰۰۲۵/۰ تا ۱ درصد، و آب-تیتانیا با غلظت‌های ۰۰۲۵/۰ ، ۰۱/۰ و ۲۵/۰ درصد حجمی به صورت آزمایشگاهی بررسی شده است. به همین منظور یک دستگاه آزمایش طراحی و ساخته شد. قطعه‌ی مورد آزمایش یک هیتر استوانه‌ای از جنس برنج با زبری ۲/۰ میکرومتر می‌باشد. این آزمایش‌ها برای بررسی تأثیر غلظت و جنس نانوسیال بر ضریب انتقال حرارت جوشش استخری سطح برنجی انجام شده‌اند. نتایج نشان دادند که با افزودن ذرات نانو به سیال پایه‌ آب خالص، ضریب انتقال حرارت کاهش می ‌یابد. در یک شار ثابت، با افزایش غلظت نانوسیال آلومینا از ۰۰۲۵/۰ تا ۰۱/۰ درصد حجمی ضریب انتقال حرارت کاهش و با افزایش بیشتر غلظت آن از ۰۱/۰ تا ۱ درصد حجمی، ضریب انتقال حرارت افزایش می‌یابد. نانوسیال تیتانیا رفتار بدتری نسبت به نانوسیال آلومینا از خود نشان داد و باعث کاهش بیشتر انتقال حرارت جوششی و افزایش بیشتر دمای سطح جوشش در یک شار ثابت شد.

---

انتقال حرارت جوشش یکی از پرکاربردترین فرایندهای انتقال حرارت در صنعت به شمار می‌آید. در این مقاله انتقال حرارت جوشش استخری نانوسیال اکسید آهن –آب (فروسیال) در فشار اتمسفر به صورت تجربی بررسی شده است. نانوسیال استفاده شده در این تحقیق به‌صورت تک‌مرحله‌ای سنتز شده است و پایداری بسیار بالایی دارد. تکرارپذیری و دقت دستگاه آزمایش در سه مرتبه برای آب بدون یون انجام شده است که تطبیق بسیار خوبی با روابط موجود در تاریخچه دارد. با بررسی غلظت‌های حجمی متفاوت از نانوسیال، انتقال حرارت جوشش در غلظت‌های بالا با افزایش غلظت کاهش و در غلظت‌های پایین با افزایش غلظت افزایش می‌یابد. بنابراین ضریب انتقال حرارت جوشش در ۰/۱ درصد حجمی از نانوسیال دارای مقدار بهینه بوده و حداکثر به میزان ۴۳ درصد افزایش می‌یابد. زبری سطح جوشش با رسوب نانوذرات در اثر شرایط مختلف غلظت نانوسیال و شار حرارتی سطح جوشش در طول زمان تغییر می‌کند.لازم به‌ذکر است که در این پژوهش اثر تغییرات زبری سطح به‌دلیل رسوب نانوذرات و تاثیر گذشت زمان در فرایند جوشش برای نخستین بار مورد بررسی قرار می‌گیرد. بنابراین جهت بررسی تغییر رسوب نانوذرات در اثر تغییر غلظت نانوسیال و شار حرارتی سطح جوشش آزمایش‌هایی طرح شده است. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که انتقال حرارت جوشش روی سطوح رسوب کرده با شارحرارتی پایین کاهش و روی سطوح رسوب کرده با شار حرارتی بالا افزایش می‌یابد.

---

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 ۴ 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 ۱۳۱% و ضریب انتقال حرارت را تا ۲۱۱% افزایش داد.

---

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
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.

---

---

افزایش انتقال حرارت و جلوگیری از رسوب ذرات در تجهیزات، همواره مورد توجه مهندسان بوده است.در این تحقیق تغییرات غلظت نمک بر دینامیک حباب تاثیرمستقیم گذاشته و با رسوب بر سطح به عنوان مقاومت انتقال حرارت عمل کرد. بنابراین ابتدا تاثیرامواج فراصوت بر رسوبات نمکی در جوشش استخری بررسی شد. نتایج نشان داد که امواج فراصوت با معلق نگه­داشتن ذرات محلول در سیال و جلوگیری از رسوب آن­ها بر سطح انتقال حرارت، اثر مثبتی بر انتقال حرارت داشت. افزایش اغتشاشات به سبب تغییر در دینامیک حباب وپدیده­ ی کاویتاسیون­، موجب بهبود انتقال حرارت شد. نقش ایجاد زبری بر سطح انتقال حرارت در تولید حباب مورد بررسی قرار گرفت . نتایج نشان داد ترکیب تولید حباب به وسیله افزایش زبری و امواج فراصوت، اثرمهمی در افزایش انتقال حرارت داشته­اند. امواج فراصوت در سه قدرت امواج %۳۰، %۶۰ و %۹۰ اعمال گردید به طوری که توان %۹۰ توانست به ترتیب ضریب انتقال حرارت و قطر جدایش را تا حدود %۴۳/۸ و %۵۴/۷ نسبت به حالت بدون پرتودهی امواج افزایش داده و همچنین رسوب را تا%۱۹/۳۷ کاهش دهد.

---

در پژوهش حاضر با طراحی و ساخت مجموعه آزمایشگاهی، فرآیند جوشش استخری در یک هندسه خاص مطالعه شده است. بررسی فرآیند جوشش استخری، مقاومت الکتریکی، شار حرارتی بحرانی، ضریب انتقال حرارت، رشد و جدایش حباب، فرکانس رشد حباب و چگالی نقاط مولد حباب با اعمال شارحرارتی تا شارحرارتی بحرانی روی سیم حلقوی در آب دیونیزه با دمای مختلف صورت‌پذیرفته‌است. براساس نتایج، با افزایش تعداد حلقه و افزایش دمای سیال، شارحرارتی بحرانی کاهشی است. در شرایط سیم حلقوی با تعداد حلقه ثابت، سیال با دمای ثابت و اعمال مقادیر شارحرارتی کمتر از شارحرارتی بحرانی، دمای سیم افزایش می‌یابد اما در شرایط افزایش تعداد حلقه، سیال با دمای ثابت و اعمال مقادیر شارحرارتی بحرانی، دمای سیم کاهشی است. همچنین در سیم حلقوی با تعداد حلقه ثابت، با افزایش دمای سیال در مقادیر شارحرارتی کمتر از شارحرارتی بحرانی، ضریب انتقال حرارت ثابت بوده اما در مقادیر شارحرارتی بحرانی، ضریب انتقال حرارت کاهش می‌یابد. قطر حباب‌های تولیدی با افزایش شارحرارتی، بزرگ‌تر شده و با ترکیب شدن با یکدیگر از روی حلقه‌ها جدا می‌شوند. در ابتدای سرخ شدگی سیم‌حلقوی، شار حرارتی بحرانی رخ‌داده و با درنظر گرفتن۱۱۰% از زمان لازم برای شارحرارتی بحرانی تصاویر وضعیت سیم‌حلقوی پس از شارحرارتی بحرانی ارائه‌شده‌است.