Skip to main content
SUPERVISOR
Mohsen Nasresfahany,Nasrin Etesami
محسن نصراصفهانی (استاد راهنما) نسرین اعتصامی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Maryam Sheikhbahai
مریم شیخ بهائی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386

TITLE

Experimental Investigation of Pool Boiling Heat Transfer of Nanofluid under Electric Field
In this study, pool boiling heat transfer coefficient and critical heat flux (CHF) of nanofluid in saturated condition on horizontal thin wire in the presence of DC electric field was studied experimentally at atmospheric pressure. A mixture of Ethylene Glycol- deionized water in 50% volume fraction was used as base fluid. Fe 3 O 4 nanoparticles used in 0.01, 0.05, 0.1 and 0.2% volume fraction concentrations. Results show that low concentrations of nanofluid did not change boiling heat transfer coefficient. But at 0.2% concentration, 36% reduction was observed in boiling heat transfer coefficient. The most enhancement of critical heat flux was about 100% at 0.1% volume fraction nanofluid. Scanning Electron Microscopy (SEM) observation subsequent to the pool boiling experiment revealed that a porous layer of nanoparticle was deposited on heating surface during nucleate boiling of nanofluid. In order to investigate the role of the nanoparticle surface coating on pool boiling heat transfer, pool boiling parameters of base fluid was measured using a nano-coated heater prepared by pool boiling of nanofluid on a bare heater. The results show the layer is the main reason of changes in pool boiling parameters of nanfluid. This layer significantly improves the surface wettability, as shown by the reduction of the contact angle on the nanofluid-boiled surfaces compared with the base fluid-boiled surface. Effects of electrohydrodynamic on pool boiling parameters were investigated by using two different electrode configuration, needle and rod electrode, by applying high voltage about 15kV, separately. Electrohydrodynamic increased the pool boiling heat transfer coefficient of nanofluid about 70% at high concentrations, up to 0.1% volume fraction in the presence of rod electrode, but it has no obvious effect on nanofluid boiling heat transfer coefficient at low concentration. The critical heat flux of nanofluid was not affected by applying DC electric field. Keywords: pool boiling, heat transfer coefficient, critical heat flux, nanofluid, electrohydrodynamic
در این تحقیق شار حرارتی بحرانی و ضریب انتقال حرارت جوشش استخری اشباع نانوسیال بر سیم نازک افقی در حضور میدان الکتریکی DC بصورت آزمایشگاهی بررسی شد. سیال پایه ترکیبی از 50% حجمی آب و اتیلن گلیکول بود و از نانوذرات Fe 3 O 4 در غلظتهای 01/0، 05/0، 1/0 و 2/0% حجمی استفاده شد. استفاده از نانوسیال در غلظت های پایین تغییری در ضریب انتقال حرارت ایجاد نکرد ولی با افزایش غلظت به 2/0% حجمی ضریب انتقال حرارت 36%کاهش یافت. حداکثر افزایش شار حرارتی بحرانی نانوسیال به میزان 100% در غلظت 1/0% حجمی در مقایسه با سیال پایه مشاهده شد. مشاهدات SEM از سطح گرمکن پس از جوشش نانوسیال، نشان داد لایه متخلخلی از نانوذرات در حین جوشش هسته ای بر سطح سیم گرمکن ایجاد می شود. به منظور بررسی تاثیر این لایه نازک بر انتقال حرارت جوشش، پارامترهای جوشش استخری سیال پایه با استفاده از سیم گرمکن پوشش یافته با نانوذرات که در جوشش استخری نانوسیال تشکیل شده بود، اندازه گیری شد. نتایج نشان داد عامل اصلی تغییر پارامترهای جوشش نانوسیال، تشکیل لایه رسوب نانوذرات بر سطح سیم گرمکن، حین جوشش هسته ای می باشد. با مقایسه و اندازه گیری زاویه تماس قطره مایع با سیم گرمکن، پس از جوشش در سیال پایه و نیز در نانوسیال، مشخص شد این لایه رسوب، ترشدگی سطح گرمکن را افزایش می دهد. تاثیر الکتروهیدرودینامیک بر پارامترهای انتقال حرارت جوشش نانوسیال توسط دو هندسه الکترود متفاوت، الکترود سوزنی و میله ای بطور جداگانه و در ولتاژهای بالا در حدود kV 15 مورد بررسی قرار گرفت. با افزایش غلظت نانوذرات، تاثیر میدان الکتریکی افزایش یافت. اعمال میدان الکتریکی بر نانوسیال ضریب انتقال حرارت جوشش را حدود 70% در غلظت 1/0% حجمی و بالاتر، در حضور الکترود میله ای بهبود بخشید؛ لیکن بر مقدار شار حرارتی بحرانی نانوسیال تاثیری نداشت. کلمات کلیدی: جوشش استخری، ضریب انتقال حرارت، شار حرارتی بحرانی، نانوسیال، الکتروهیدرودینامیک

ارتقاء امنیت وب با وف بومی