Skip to main content
SUPERVISOR
Nasrin Etesami,Mohsen Nasresfahany
نسرین اعتصامی (استاد راهنما) محسن نصراصفهانی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mina Dadjou
مینا دادجو

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Investigation of SiO2/water Nanofluid Pool Boiling on Inclined Surface Mina Dadjoo
Nanofluids, because of their attractive properties, innurmous benefits and application in many fields such as micro electronics, traort and biomedical attract researchers have focused on high conduction heat transfer coefficient of nanofluids but have done less efforts to apply nanofluids as a new generation of coolants. In present study, boiling of water-silica nanofluids on circular flat plate heater, to observing the effect of inclination angle of heater surface on CHF and BHTC was done. The experiments were performed by focusing on surface morphology. The nanofluid concentration was between 0.001-0.01 vol. % and inclination of heater was varied from 0? to 90?. The results showed CHF increases with nanofluid concentration.The CHF enhancement in horizontal configuration for 0.001, 0.0025 and 0.005 vol.% was 25,53 and 65%, repectively. It was observed BHTC increases with nanofluid concentration in the range of 0.001-0.005 vol. % but when concentration increase to 0.01 vol. %, BHTC decreases. The BHTC enhancement in horizontal configuration for 0.001, 0.0025,0.005 and 0.01 vol.% was between 10-20, 62-166, 75-177 and 40-153%, respectively. Discovering the effect of inclination angle of heater surface on boiling on DI water and nanofluid showed with increasing heater orientation from 0? to 90?, bubbles moved along the heater surface and departure of bubbles from heater surface become harder. This occurrence decreases BHTC. In boiling of DI water, CHF decreases by inclination angle of heater surface. Insomuch, the bubbles sliding on heater surface and coalescence together, vapor film formed on heater surface in less heat fluxes and CHF decreased. But inclination angle of heater surface had a different effect on CHF of nanofluid so much that CHF increased with inclination angle of heater surface. It showed that the effect of nanoparticle deposition on heater surface dominates on bubble movement. The Atomic Force Microscopic (AFM) analysis of heater surface before and after boiling of nanofluid over horizontal and vertical heater surface showed in vertical configuration more uniform nanolayer forms on heater surface that increase CHF. Keywords: pool boiling, nanofluid, flat plate, inclined surface, critical heat flux, pool boiling heat transfer coefficient
نانوسیال ها به دلیل خواص ترمودینامیکی فریبنده، فواید بالقوه بی شمار و کاربرد در حوزه های مختلف از قبیل میکروالکترونیک، انتقال و بیوپزشکی نظر بسیاری از پژوهشگران را در سراسر دنیا به خود جذب کرده اند. اگرچه در موارد گزارش شده و نتایج آزمایشگاهی از مشخصههای گرمایی گوناگون مثل هدایت گرمایی موثر، ضریب انتقال گرمای جابجایی و نرخ انتقال گرمای جوشش بحث ها و تناقض های بسیاری وجود دارد. در پروژه ی حاضر جوشش نانوسیال آب/ سیلیکا روی گرمکن صفحه تخت دایره ای شکل با هدف بررسی اثر شیب سطح گرم روی شار گرمای بحرانی (CHF) و ضریب انتقال گرمای جوشش (BHTC) انجام شد. آزمایش ها با تمرکز روی مورفولوژی سطح صورت گرفت. محدوده ی غلظت های نانوسیال مورد آزمایش 0001/0 – 01/0 درصد حجمی و زوایای سطح گرم ?0، ?45 و ?90 بود. نتایج نشان داد با افزایش غلظت نانوسیال در محدوده ی ذکر شده، CHF افزایش می یابد. در حالت افقی سطح گرمکن به ترتیب افزایش 25، 53 و 65 درصدی CHF برای غلظت های 001/0، 0025/0 و 005/0 درصد حجمی نانوسیال رخ داد. همچنین با افزایش غلظت تا 005/0 درصد حجمی، BHTC افزایش و فراتر از این غلظت کاهش می یابد. در حالت افقی سطح گرمکن افزایش BHTC نانوسیال نسبت به آب خالص، برای غلظت های 001/0، 0025/0، 005/0 و 01/0 درصد حجمی به ترتیب بین 10-20، 62-166، 75-177 و 40-155 درصد بود. ایجاد رسوب نانوذرات روی سطح گرم با افزایش زبری باعث افزایش ترشوندگی سطح شده که نتیجه ی آن افزایش ضریب انتقال گرما است. اما در غلظت 01/0 درصد حجمی، ضخامت رسوب نانوذرات مقاومت گرمایی ایجاد کرده و باعث کاهش ضریب انتقال گرما می شود. بررسی اثر شیب سطح گرم بر جوشش آب بدون یون و نانوسیال نشان داد با افزایش شیب گرمکن از حالت افقی به عمودی، حباب ها روی سطح می لغزند و جدایش آنها از سطح به راحتی رخ نمی دهد که این امر باعث کاهش BHTC می شود. در جوشش آب بدون یون با افزایش شیب گرمکن CHF کاهش می یابد. از آنجا که حباب ها روی سطح شیب دار می لغزند و به هم می پیوندند، لایه ی بخار روی سطح در شار گرمای پایین تری تشکیل می شود و CHFکاهش می یابد. در جوشش نانوسیال با افزایش شیب سطح گرمکن CHF افزایش مییابد که نشان دهنده ی اثر غالب رسوب نانوذرات بر حرکت حباب ها روی سطوح شیب دار است. عکس برداری میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) سطح پس از جوشش نانوسیال در حالت افقی و عمودی گرمکن نشان داد در حالت عمودی رسوب ضخیم تری تشکیل می شود که باعث افزایش CHF می شود. کلمات کلیدی: جوشش استخری، نانوسیال، صفحه تخت، سطح شیب دار، شار گرمای بحرانی، ضریب انتقال گرمای جوشش

ارتقاء امنیت وب با وف بومی