در این تحقیق، ابتدا فرایند جوشش استخری فیلمی اتانول خالص به صورت عددی شبیه سازی شده و سپس جوشش استخری فیلمی نانو سیالات شامل دو نوع نانوذره و سیال پایه اتانول با دو غلظت حجمی 1/0% و 3/0% شبیه سازی شده اند. نتایج نشان می دهند در جوشش فیلمی، حضور نانوذرات در سیال پایه، مقدار ضریب انتقال حرارت جوشش فیلمی را افزایش داده است. بیشترین مقدار این ضریب برای نانوسیالات آلومینا و سیلیکا با غلظت حجمی 3/0%، به ترتیب 32/0 و 3/0 به دست آمده است. علاوه بر این، حضور نانو ذرات در فرایند جوشش، شار حرارتی مینیمم را به طور محسوس افزایش داده-است. طبق نتایج شبیه سازی عددی، مقدار شار حرارتی مینیمم در جوشش اتانول خالص 99/28، در جوشش نانوسیال آلومینا- اتانول با غلظت های حجمی 1/%0 و 3/0% به ترتیب 11/37 و 84/38 و در جوشش نانوسیال سیلیکا - اتانول با غلظت های حجمی 1/0% و 3/0%، به ترتیب 81/35 و 31/38 حاصل شده است. با مقایسه مقادیر حاصل و نتایج تجربی، سازگاری خوبی بین نتایج برقرار می باشد.

به علت مقدار زیاد شار حرارتی در پدیده جوشش، از این پدیده در فرایندهای با شدت انتقال حرارت بزرگ استفاده می شود. ایجاد شیار روی سطح می تواند پدیده تشکیل حباب را بهبود داده و باعث افزایش انتقال حرارت جوشش شود. در این مقاله از روش اویلری-اویلری، پدیده جوشش استخری روی یک سطح افقی شبیه سازی عددی شده است. چهار سطح صاف، سطح با شیار مستطیلی، سطح با شیار مثلثی و سطح با شیار دایره ای بررسی شده است. نتایج شبیه سازی عددی با داده های آزمایشگاهی موجود مقایسه شده اند. نتایج نشان داده است که سطح با شیار مستطیلی و دایره ای به ترتیب حدود 50 و 90 درصد شار حرارتی بیشتری نسبت به سطح صاف دارد. همچنین نتایج نشان داده است که سطح با شیار مثلثی حدود 37 درصد شار حرارتی کمتری نسبت به سطح صاف داشته است.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

افزایش انتقال حرارت و جلوگیری از رسوب ذرات در تجهیزات، همواره مورد توجه مهندسان بوده است. در این تحقیق تغییرات غلظت نمک بر دینامیک حباب تاثیرمستقیم گذاشته و با رسوب بر سطح به عنوان مقاومت انتقال حرارت عمل کرد. بنابراین ابتدا تاثیرامواج فراصوت بر رسوبات نمکی در جوشش استخری بررسی شد. نتایج نشان داد که امواج فراصوت با معلق نگه داشتن ذرات محلول در سیال و جلوگیری از رسوب آن ها بر سطح انتقال حرارت، اثر مثبتی بر انتقال حرارت داشت. افزایش اغتشاشات به سبب تغییر در دینامیک حباب وپدیده ی کاویتاسیون، موجب بهبود انتقال حرارت شد. نقش ایجاد زبری بر سطح انتقال حرارت در تولید حباب مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد ترکیب تولید حباب به وسیله افزایش زبری و امواج فراصوت، اثرمهمی در افزایش انتقال حرارت داشته اند. امواج فراصوت در سه قدرت امواج %30، %60 و %90 اعمال گردید به طوری که توان %90 توانست به ترتیب ضریب انتقال حرارت و قطر جدایش را تا حدود %43/8 و %54/7 نسبت به حالت بدون پرتودهی امواج افزایش داده و همچنین رسوب را تا%19/37 کاهش دهد.

: استفاده از نانو سیال ها برای افزایش حاشیه ی ایمنی سیستم های حرارتی با شار حرارتی بالا مانند نیروگاه های هسته ای، از طریق بالا بردن شار حرارت بحرانی (CHF) اخیراً مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار گرفته است. در این پژوهش، آزمایش جوشش استخری نانو سیال های 2SiO، 2TiO، 3O2Al در غلظت های مختلف با استفاده از سیم نیکل-کرم به قطر mm 2/0 در فشار اتمسفری انجام گرفت. مقایسه ی شار حرارت بحرانی نانو سیال-ها نشان داد که در نانو سیال 2SiO با افزایش غلظت به میزان 05/0% وزنی، شار حرارت بحرانی نسبت به آب خالص به میزان قابل توجهی (56%) افزایش می یابد. تصاویر میکروسکوپی بعد از آزمایش نشان داد که در فرایند جوشش استخری، پوششی از نانوذرات 2SiO بر روی سیم ایجاد می-شود. هم چنین نتایج آزمایش آب خالص و سیم های پوشش داده شده با نانوذرات در غلظت های مختلف از 2SiO، نشان داد که علت اصلی افزایش شار حرارت بحرانی نانو سیال می تواند تغییرات میکروساختاری باشد که به وسیله ی پوشش نانوذرات 2SiO بر روی سطح سیم تشکیل می شوند.