بررسي تجربي اثر نشست نانوسيالات هيبريدي بر ميكروكانال ها با مقاطع مختلف در جوشش استخري

Experimental Study of the Effect of Hybrid Nanofluids Deposition on Microchannels with Different Sections in Pool Boiling

هدف از اين تحقيق، بررسي تجربي اثر نشست نانوذرات روي سطح جوشش در حضور ميكروكانال هاي تغذيه كننده، بر مشخصه هاي انتقال حرارت جوشش استخري مي باشد. در اين مطالعه تجربي، از سطوح جوشش مسي شامل سطح دايروي صيقلي و ميكروكانال هاي مستطيلي و ذوزنقه اي استفاده شده است. ميكروكانال ها شامل كانال هاي فرعي تغذيه كننده عمود بر كانال اصلي مي باشند كه باعث افزايش سطح جوشش و تفكيك مسير سيال سرد پايين رونده و حباب هاي داغ بالارونده مي شوند. آزمايشات جوشش هسته اي روي سطوح ميكروكانال شده، در حضور نانو سيال هيبريدي شامل 70درصد اكسيد تيتانيوم و 30درصد نانولوله كربني چند جداره اصلاح شده با پايه OH و در غلظت هاي حجمي 0/1 و 0/5درصد، با سيال پايه آب يون زدايي شده انجام گرفته اند. نتايج آزمايشات جوشش نانو سيالات روي هر دو سطح ميكروكانال شده نشان مي دهند با افزايش غلظت، شار حرارتي بحراني و ضريب انتقال حرارت بهبود يافته و بيشترين افزايش در شار حرارتي بحراني و ضريب انتقال حرارت، مربوط به نانوسيال هيبريدي با غلظت حجمي 0/5درصد روي سطح با ميكروكانال هاي ذوزنقه اي به ترتيب به ميزان 64/64 و 344/76درصد نسبت به جوشش آب خالص روي سطح صيقلي مس مي باشد. همچنين در جوشش آب خالص بر سطوح نشست يافته توسط نانوذرات، بيشترين افزايش شار حرارتي بحراني و ضريب انتقال حرارت به ترتيب مربوط به سطح با ميكرو كانال هاي ذوزنقه اي نشست يافته 0/1 و 0/5درصد حجمي، به مقدار 120/16 و 149/4درصد نسبت به جوشش آب خالص روي سطح صيقلي مس مي باشد.

This study aims to investigate the effect of nanoparticle deposition on the boiling surface in the presence of microchannel on the characteristics of boiling heat transfer. In this experimental study, the copper boiling surfaces including polished circular surface, rectangular and trapezoidal microchannels were used. The microchannels include feeding sub-channels perpendicular to the main channel, which increases the boiling surface and separates the downward cool fluid flow and upward hot bubbles. Nuclear boiling experiments on microchannel surfaces in the presence of a hybrid water-based nanofluid containing 70% titanium oxide and 30% OH-based multi-wall carbon nanotubes in volumetric concentrations of 0.1% and 0.5% have been conducted. The results of nanofluid boiling experiments on both microchannel surfaces show that with increasing concentrations, critical heat flux and heat transfer coefficient increases and the highest increase in critical heat flux and heat transfer coefficient is related to the hybrid nanofluid with 0.5 % volumetric concentration on the surface with trapezoidal microchannel and their values are 64.64% and 344.76%, respectively, compared to pure water boiling on the polished copper surface. Also, in boiling of pure water on the deposited surfaces with nanoparticles, the greatest increase in critical heat flux and heat transfer coefficient is related to the surface with trapezoidal microchannels with 0.1% volumetric concentration and 0.5% and volumetric concentration and their values are 120.16% and 149.4% respectively, compared to pure water boiling on the polished copper surface.