مطالعه ی تجربی اثر ترکیب استفاده از تکنیک های نانوسیال و میکروکانال روی عملکرد جوشش هسته ای و فیلمی

در مطالعه ­ی حاضر، انتقال حرارت جوشش هسته ­ای و فیلمی نانوسیالات آلومینا-آب دیونیزه و سیلیکا-آب دیونیزه در حضور سطح میکروکانال به صورت تجربی بررسی شده است. برای این منظور، هر دو نوع نانوسیال با غلظت­ های حجمی ۰/۱%، ۰/۳% و ۰/۵% با استفاده از روش دو مرحله­ ای تهیه شده­ اند. آزمایشات جوشش آب دیونیزه ­ی­ خالص روی سطوح ساده و میکروکانال مسی و آزمایشات جوشش نانوسیالات فقط روی سطح میکروکانال مسی انجام شده است. نتایج نشان داد که ترکیب حضور نانوسیال و میکروکانال در فرایند جوشش، شار حرارتی بحرانی و شار حرارتی مینیمم را به مقدار قابل توجهی افزایش داده است. در جوشش نانوسیالات روی سطح میکروکانال، غلظت ۰/۵% بهترین عملکرد را داشته است، به طوری که بیشترین مقدار شار حرارتی بحرانی و شار حرارتی مینیمم برای نانوسیال آلومینا-آب دیونیزه ۹۳/۰۲% و ۱۰۵/۳۲% و برای نانوسیال سیلیکا-آب دیونیزه ۹۰/۸۲% و ۹۷/۱۵% نسبت به جوشش آب دیونیزه­ ی خالص روی سطح ساده افزایش داشته است. علاوه بر این، مشاهده شد که با نشست نانوذرات روی سطح میکروکانال، میزان ترشوندگی سطح افزایش یافته و ضریب انتقال حرارت جوشش هسته ­ای نانوسیالات نسبت به آب دیونیزه­ ی خالص کاهش یافته است. اما در جوشش فیلمی، اثرات بهبود خواص حرارتی نانوسیالات بر اثرات مخرب نشست نانوذرات روی سطح غلبه کرده است. 

Keywords:

Nucleate boiling , Film boiling , Heat flux , Microchannel , Nanofluids , جوشش هسته ای , جوشش فیلمی , شار حرارتی , میکروکانال , نانوسیالات