بررسي تاثير تغييرات زاويه تماس بر جوشش اجباري نانوسيالات با استفاده از شبيه سازي CFD

این مقاله به بررسی پدیده جوشش در نانو سیالات به روش عددی می پردازد. ابتدا شبیه سازی برای سیال آب انجام شده، سپس با سه نوع نانو سیال Al2O3/H2O و SiO2/H2O و ZrO2/H2O در درصدهای حجمی 001/0 و 01/0 و1/0 شبیه سازی انجام شده است. مقدار شار حرارتی بحرانی به دست آمده و نسبت افزایش شار حرارتی بحرانی در درصدهای حجمی مختلف بایكدیگر مقایسه گردیده است. نتایج نشان میدهد شار حرارتی بحرانی متعلق به اكسید زیركنیم (با درصد حجمی 01/0) تا 31% افزایش می یابد و كمترین افزایش متعلق به اكسید آلومینیم (با درصد حجمی 1/0) است كه شار حرارتی بحرانی را تنها 11% افزایش میدهد. با توجه به كارهای آزمایشگاهی انجام شده، بر خلاف انتظار افزودن نانو ذره باعث كاهش ضریب انتقال حرارت در جوشش می گردد. این كاهش به تغییرات خواص سطح در اثر ته نشینی ذرات بر روی سطح وابسته است، در این مقاله از اطلاعات آزمایشگاهی مربوط به تغییر زاویه تماس نانوسیالات بر روی سطح در هنگام جوشش استفاده شده است و پیش بینی روند تقریبی شار حرارتی بحرانی تطابق خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارد.

This article reviews the boiling of nano fluids by numerical method. At first the simulation has been done for water, then the simulation with three Al2O3/H2O, SiO2/H2O, ZrO2/H2O nano fluids at different 0.1, 0.01 and 0.1 volume fraction the simulation has been repeated. The critical heat flux is calculated and the increasing ratio of critical heat flux has been compared in different volume fraction. The results show that Zirconium oxide (0.001%) critical heat flux increasing up to 31% and the minimum enhancement belongs to aluminum oxide (0.1%) which increase critical heat flux only 11%. According to experimental results, despite of expectation, adding the nano particles causes decreasing the boiling heat transfer coefficient. This reduction is related to the changing of the surface characteristic causing by depositing the nano particles. The experimental results for changing the surface contact angle of nano fluids during boiling is used in this article. The prediction of critical heat flux has good agreement with experimental results.