بررسی آزمایشگاهی اثر جنس و زبری سطح روی جوشش جریانی مادون سرد نانوسیال
چکیده
جوشش جریانی مادون سرد زمانی رخ می دهد که دمای توده ی سیال کمتر و دمای سطح تماس بیشتر از دمای اشباع متناظر با فشار سیال باشد. اهمیت ویژه جوشش در این است که با وجود اختلاف دمای کم میان مایع و سطح تماس، انتقال حرارت زیادی مبادله می شود. در این پژوهش اثر زبری، هندسه، جنس و زاویه سطح، دمای مادون سردی و سرعت سیال روی جوشش جریانی مادون سرد آب خالص و نانوسیالات آب-آلومینا با غلظت های حجمی 1/0 و %25/0 به صورت آزمایشگاهی بررسی شده است. دستگاه متشکل از یک کانال شیشه ای به سطح مقطع 30×20 میلی متر و طول 120 سانتی متر است که قطعه ی مورد آزمایش در کف آن تعبیه شده است. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که با افزایش زبری سطح، ضریب انتقال حرارت جوشش جریانی افزایش می یابد. همچنین با افزایش سرعت، در دماهای سطح جوشش پایین، افزایش انتقال حرارت مشاهده شد. درحالی که در دماهای سطح جوشش بالا، عکس روند مذکور مشاهده گردید. نتیجه به دست آمده برای اثر سرعت در دماهای سطح جوشش بالا، تاکنون به صورت آزمایشگاهی ارائه نشده بود. از سه هیتر برنجی، آلومینیمی و مسی، هیتر برنجی و مسی به ترتیب بهترین و بدترین عملکرد انتقال حرارت جوششی را داشتند. با کانال کشی روی سطح هیتر افزایش ضریب انتقال حرارت نسبت به سطح صاف و زبر مشاهده شد. کاهش دمای مادون سردی در ناحیه تک فاز و دو فاز، به ترتیب افزایش و کاهش ضریب انتقال حرارت را در پی داشت. با اضافه کردن نانو ذره آلومینا به آب خالص ضریب انتقال حرارت افزایش پیدا کرد، همچنین با افزودن غلظت نانو ذره این افزایش بیشتر مشاهده شد. در بررسی اثر زاویه سطح مشاهده شد که در سطوح صاف تغییر زاویه سبب بهبود انتقال حرارت می شود درحالی که برای سطوح زبر عکس روند فوق صادق است. در آخر با استفاده از آنالیز ابعادی و نتایج آزمایش مدل بی بعدی برای ناسلت جوشش جریانی مادون سرد نقطه ای آب خالص و نانوسیالات آب-آلومینا با غلظت های حجمی 1/0 و %25/0 ارائه گردید.