بررسی تجربی اثر جهت گیری زبری سطح بر نحوه حرکت حباب و شار حرارتی بحرانی در جوشش استخری
نویسندگان
1 استادیار و رییس دانشکده مهندسی مکانیک و هوافضا دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات
2 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک و هوافضا، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران
doi
چکیده
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 4 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 131% و ضریب انتقال حرارت را تا 211% افزایش داد.