مطالعه ی تجربی اثر ترکیب استفاده از تکنیک های نانوسیال و میکروکانال روی عملکرد جوشش هسته ای و فیلمی

در مطالعه ی حاضر، انتقال حرارت جوشش هسته ای و فیلمی نانوسیالات آلومیناآب دیونیزه و سیلیکاآب دیونیزه در حضور سطح میکروکانال به صورت تجربی بررسی شده است. برای این منظور، هر دو نوع نانوسیال با غلظت های حجمی 0/1%، 0/3% و 0/5% با استفاده از روش دو مرحله ای تهیه شده اند. آزمایشات جوشش آب دیونیزه ی خالص روی سطوح ساده و میکروکانال مسی و آزمایشات جوشش نانوسیالات فقط روی سطح میکروکانال مسی انجام شده است. نتایج نشان داد که ترکیب حضور نانوسیال و میکروکانال در فرایند جوشش، شار حرارتی بحرانی و شار حرارتی مینیمم را به مقدار قابل توجهی افزایش داده است. در جوشش نانوسیالات روی سطح میکروکانال، غلظت 0/5% بهترین عملکرد را داشته است، به طوری که بیشترین مقدار شار حرارتی بحرانی و شار حرارتی مینیمم برای نانوسیال آلومیناآب دیونیزه 93/02% و 105/32% و برای نانوسیال سیلیکاآب دیونیزه 90/82% و 97/15% نسبت به جوشش آب دیونیزه ی خالص روی سطح ساده افزایش داشته است. علاوه بر این، مشاهده شد که با نشست نانوذرات روی سطح میکروکانال، میزان ترشوندگی سطح افزایش یافته و ضریب انتقال حرارت جوشش هسته ای نانوسیالات نسبت به آب دیونیزه ی خالص کاهش یافته است. اما در جوشش فیلمی، اثرات بهبود خواص حرارتی نانوسیالات بر اثرات مخرب نشست نانوذرات روی سطح غلبه کرده است.

Experimental study of the combined effect of using nanofluid and microchannel techniques on nucleate and film boiling performance

In the present study, the nucleate and film boiling heat transfer of aluminadeionized water and silicadeionized water nanofluids in the presence of microchannel surface has been investigated experimentally. For this purpose, both types of nanofluids with volumetric concentrations of 0.1%, 0.3% and 0.5% were prepared using twostep method. Pure deionized water boiling experiments on polished and microchannel copper surfaces and nanofluid boiling experiments on microchannel copper surface were performed. The results showed that the combination of the presence of nanofluid and microchannel in the boiling process significantly increased the critical heat flux and the minimum heat flux. In the boiling of nanofluids on microchannel surface, the volumetric concentration of 0.5% had the best performance, so that the maximum values of critical heat flux and minimum heat flux for aluminadeionized water nanofluid increased by 93.02% and 105.32%, and for silicadeionized water nanofluid increased by 90.82% and 97.15%, respectively, compared to pure deionized water boiling on the polished surface. In addition, it was observed that with the deposition of nanoparticles on the microchannel surface, the surface wettability increased and the nucleate boiling heat transfer coefficient of nanofluids decreased compared to pure deionized water. But in film boiling, the effects of improving the thermal properties of nanofluids have overcome the destructive effects of nanoparticles deposition on the surface.