مطالعه تجربی انتقال حرارت جوشش استخری نانوسیال بر روی سطح تخت آلومینیومی

جوشش به دلیل تغییر فاز سیال از مایع به بخار و بزرگتر بودن حرارت نهان تبخیر نسبت به حرارت محسوس دارای پتانسیل بالایی جهت افزایش نرخ انتقال حرارت و بهبود عملکرد سامانه های خنک کاری است. اما این پدیده دارای محدودیت امکان وقوع جوشش فیلمی در شار حرارت بحرانی است. بنابراین استفاده از پدیده جوشش و کاربرد آن مستلزم شناخت بیشتر و کنترل شار حرارت بحرانی است. یکی از روش های کنترل جوشش و دستیابی به شرایط بهینه برای افزایش ضریب انتقال حرارت و شار حرارت بحرانی، استفاده از نانوسیال است. هدف از این تحقیق بررسی و مطالعه تاثیر لایه نانوذرات ته نشین شده در فرایند جوشش نانوسیال روی پارامترهای جوشش است. برای این منظور از دستگاه آزمایش جوشش استخری که برای اندازهگیری ضریب انتقال حرارت و شار حرارت بحرانی طراحی و ساخته شده است، استفاده شد. قسمتهای مختلف این دستگاه شامل مخزن سیال، سامانه تولید و اندازه گیری شار حرارت و همچنین ذخیره سازی دادهها است. نمونه های آلومینیومی ساخته شده، پس از کنترل ابعاد و آماده سازی سطح، برای آزمایش جوشش مورداستفاده قرار گرفتند. از نانوسیال با غلظتهای کم(حداکثر 1000 میلیگرم بر لیتر) نانوذرات اکسید آلومینیوم در آب مقطر برای انجام تست جوشش استخری استفاده شد. پس از آزمایش جوشش، ضخامت لایه نانوذرات تهنشین شده و همچنین مشخصات سطح مانند زبری و قابلیت ترشوندگی سطح اندازه گیری شدند نتایج به دست آمده از این تحقیق نشان دادند، در جوشش نانوسیال به دلیل ته نشین شدن نانوذرات روی سطح قطعه و تشکیل یک لایه متخلخل از نانوذرات اکسید آلومینیوم، مشخصات سطح مانند زبری و قابلیت ترشوندگی به میزان قابل توجهی تغییر کرد، و این باعث افزایش شار حرارت بحرانی و کاهش ضریب انتقال حرارت جوشش شد. در غلظت حدود 100 mg/l، شار حرارت بحرانی دارای بیشترین مقداربوده و %26 افزایش را نشان داد.

Keywords:

شار حرارت بحرانی , نانوسیال , قابلیت ترشوندگی سطح , جوشش فیلمی