پديد آورنده :
مشفق نيا، مه رو
عنوان :
بررسي آزمايشگاهي انتقال گرماي جوشش جرياني سيال در ميكروكانالي با سطح داخلي نانوساختار
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
مهندسي شيمي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي شيمي
صفحه شمار :
پانزده، 77ص.: مصور، جدول، نمودار
يادداشت :
ص. ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
محسن نصراصفهاني
توصيفگر ها :
سطح نانو ساختار , ميكرو كانال ها
استاد داور :
نسرين اعتصامي، محمدرضا سليم پور
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/12/02
رشته تحصيلي :
مهندسي شيمي
چكيده فارسي :
چكيده هدف از انجام اين پژوهش بررسي انتقال گرماي جابهجايي تكفاز و جوشش جرياني سيال آب در ميكروكانال با سطح نانوساختار بوده است در اين مطالعه يك راهكار جديد براي بهبود عملكرد فرايند جوشش جرياني در ميكروكانال ارائه شده است كه با استفاده از نشست نانوذرات بر سطح داخلي ميكروكانال خاصيت ترشوندگي سطح افزايش يافته و در نهايت شار گرمايي بحراني بااليي حاصل شده است به منظور تحقق هدف پژوهش حاضر ميكروكانالي مدور از جنس مس با قطر داخلي 1 70mm طول 07 cm استفاده شده است سطح بيروني با المنتهاي الكتريكي پوشانده شده و شار گرمايي توسط جريان الكتريسيته ايجاد شده است آب ديونيزه به عنوان سيال كار انتخاب شده و جريان آن به صورت عمودي و رو به باال به جهت دستيابي به ضريب انتقال گرماي باالتر انتخاب شده است شرايط آزمايشگاهي اين پژوهش از اين قرار است كه آزمايشها در دماي سيال ورودي 07 C سه شار جرمي جريان متفاوت شامل 200 469 و 646 kg m2 s محدودهي شارگرمايي 2 12 007 kW m صورت پذيرفته است تأثير پارامترهايي چون شارگرمايي وارد به ديواره و همچنين شار جرمي جريان بر ضريب انتقال گرما و همچنين شار گرمايي بحراني كه از جمله پارامترهاي داراي اهميت در فرايند جوشش جرياني مي باشد بررسي شد به منظور اعتبارسنجي دستگاه آزمايشگاهي تهيه شده در پژوهش حاضر ابتدا آزمايشها براي جريان تكفاز سيال آب در ميكروكانال انجام شده و نتايج در انطباق با ساير مطالعات بود از جمله نتايج به دست آمده ميتوان به افزايش ضريب انتقال گرماي جابهجايي تكفاز با افزايش شار گرمايي وارد به ديواره اشاره كرد افزايش شار جرمي نيز موجب افزايش ضريب انتقال گرماي جابهجايي تكفاز شد در ناحيهي جوشش جرياني با افزايش شارگرمايي وارد به ديواره ابتدا ضريب انتقال گرماي جوشش جرياني افزايش و سپس شروع به كاهش كرد كه اين كاهش نشاندهندهي شارگرمايي بحراني بود افزايش شار جرمي نيز تأثير چنداني بر ضريب انتقال گرمايي جوشش جرياني براي دو شار جرمي 469 و 652 kg m2 s نداشت به عالوه افزايش شار جرمي موجب افزايش شار گرمايي بحراني شد سپس سطح داخلي ميكروكانال با استفاده از نشست نانوذرات سيليكا حين فرايند جوشش جرياني نانوسيال 1 7 حجمي نانوساختار شد افزايش به طور تقريب 90 در شار گرمايي بحراني براي شار جرمي باالتر 652 kg m2 s با استفاده از اين روش حاصل گرديد اين افزايش در شار گرمايي بحراني ميتواند ناشي از اثر ترشوندگي بيشتر در سطح نانوساختار با زبري بيشتر نسبت به سطح صاف باشد البته با استفاده از اين روش كاهشي در حدود 71 براي ضريب انتقال گرماي جوشش جرياني در اين شار جرمي حاصل شد كه در برابر افزايش قابل توجه شارگرمايي بحراني چندان حائز اهميت نيست همچنين براي شار جرمي پائين 279 kg m2 s شارگرمايي بحراني سطح نانوساختار با سطح صاف تفاوت قابل مالحظهاي نشان نداد كلمات كليدي انتقال گرما ميكروكانال جوشش جرياني سطح نانوساختار
چكيده انگليسي :
Experimental Investigation on Flow Boiling of DI water in a Vertical Capillary Micro channel with Nanostructured Walls Mahrou Moshfeghniya m moshfeghniya@ce iut ac ir Date of Submission 2017 01 11 Department of Chemical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Mohsen Nasr Esfahany mnasr@cc iut ac irAbstractFlow boiling along with single phase heat transfer performance in a micro channel that its inner surface hasbeen coated by SiO2 nanoparticles was investigated experimentally in this thesis Flow boiling in a verticalcapillary micro channel with enhanced wettability due to nanoparticles deposition on inner surface of micro channel showed augmented critical heat flux CHF Experiments were performed in a single capillarymicro channel having internal diameter of 1 07mm and 200mm long using vertical upward de ionized DI water flow Electrical elements installed on the outer of surface of micro channel were used to apply heat tothe test section Inlet sub cooled temperature of DI water was 30 C and different mass fluxes of 275 469 and698 kg m2 s and heat fluxes up to 270 kW m2 were used in the experiments The effect of mass and heat fluxeson single phase and flow boiling heat transfer coefficient HTC and critical heat flux in micro channel withbare surface were evaluated Convective heat transfer coefficient of single phase water flow in micro channelincreased with the heat flux mass flux In flow boiling region heat transfer coefficient increased with heat fluxat first passed through a maximum and decreased afterwards Heat transfer coefficient was almost independentof mass flux for the two values of 469 and 698 kg m2s investigated in this thesis Critical heat flux increasedwith mass flux The inner surface of micro channel was modified by depositing SiO2 nanoparticles during flowboiling of nanofluid with volumetric concentration of 0 1 Results from the micro channel with bare surfaceare used as reference data Nanoparticles deposited surface was found effective in enhancing the critical heatflux and up to 24 enhancement in critical heat flux was observed in the highest mass flux 698 kg m2 s usedin this study The flow boiling heat transfer coefficient reduced about 10 in nanoparticles deposited micro channel compared to the bare micro channel Critical heat flux was almost the same in bare and nanoparticlesdeposited micro channel in low superficial mass flux of 275 kg m2 s Key words Heat transfer Micro channel Flow boiling Nanostructured walls
استاد راهنما :
محسن نصراصفهاني
استاد داور :
نسرين اعتصامي، محمدرضا سليم پور
