بررسی تجربی جوشش استخری نانوسیال اکسید مس روی سطح تخت مسی و اندازه‌گیری شار حرارت بحرانی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مکانیک و مکاترونیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

2 صنعتی شاهرود-مهندسی مکانیک

3 دانشکده مهندسی مکانیک و مکاترونیک ، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود

doi
10.22060/mej.2020.17892.6685
چکیده

پدیده جوشش به دلیل بزرگتر بودن حرارت نهان تبخیر نسبت به حرارت محسوس و در نتیجه نرخ انتقال حرارت بالا، یکی از پرکاربردترین فرآیند‌های انتقال حرارت در صنعت به شمار می‌رود. اما استفاده از فرایند جوشش در شار حرارتی بالا محدودیت امکان وقوع جوشش فیلمی در نقطه شار حرارت بحرانی را دارد. در سال‌های اخیر مطالعات زیادی در زمینه جوشش استخری نانوسیال برای افزایش شار حرارت بحرانی انجام شده و بعضاً نتایج متناقضی در این مورد ارائه‌ شده است. این پژوهش با هدف درک رفتار نانوسیال و تأثیر نانوپوشش ایجاد شده در طی فرآیند انتقال حرارت جوشش استخری بر شار حرارت بحرانی انجام شده است. بنابراین از ترکیب نانوذرات اکسید مس/آب با اندازه نانوذرات nm 40 و غلظت‌های (mg/l) 1-1000 و هیتر مسی با سطح تخت و قطر mm10 و زبری سطح nm 5/7  استفاده شده است. اندازه‌گیری شار حرارت بحرانی در غلظت‌های مختلف نانوسیال نشان داد که شار حرارت بحرانی با افزایش غلظت تا  mg/l100 حداکثر به میزان % 92  نسبت به آب دیونیزه افزایش می‌یابد. بعد از جوشش نانوسیال، برای بررسی خواص سطوح و نانوپوشش ایجاد شده روی سطح، اندازه‌گیری‌های میکروسکوپ نیروی اتمی، میکروسکوپ الکترونی روبشی و اندازه‌گیری زاویه تماس سطح روی نمونه‌ها انجام شده است. نتایج نشان‌دهنده تأثیر مثبت زبری و اثر منفی افزایش ضخامت بر افزایش شار حرارت بحرانی می‌باشد.