بررسي آزمايشگاهي اثر غلظت و جنس نانوسيال بر جوشش استخري

Experimental investigation of nanofluid concentration and material type effect on pool boiling

در سالهاي اخير مطالعات زيادي در مورد استفاده از نانوسيال روي جوشش استخري انجام شده كه نتايج متناقضي در اين مورد ارايه شده است. در اين مقاله انتقال حرارت جوشش استخري نانوسيال آب-آلومينا در دماي اشباع با غلظت‌هاي حجمي مختلف 0.0025 تا 1 درصد، و آب-تيتانيا با غلظت‌هاي 0.0025، 0.01و 0.25 درصد حجمي به صورت آزمايشگاهي بررسي شده است. به همين منظور يك دستگاه آزمايش طراحي و ساخته شد. قطعه مورد آزمايش يك هيتر استوانه‌اي از جنس برنج با زبري 0.2 ميكرومتر ميباشد. اين آزمايش‌ها براي بررسي تاثير غلظت و جنس نانوسيال بر ضريب انتقال حرارت جوشش استخري سطح برنجي انجام شدهاند. نتايج نشان دادند كه با افزودن ذرات نانو به سيال پايه آب خالص، ضريب انتقال حرارت كاهش مي يابد. در يك شار ثابت، با افزايش غلظت نانوسيال آلومينا از 0.0025 تا 0.01 درصد حجمي ضريب انتقال حرارت كاهش و با افزايش بيشتر غلظت آن از 0.01 تا 1 درصد حجمي، ضريب انتقال حرارت افزايش مييابد. نانوسيال تيتانيا رفتار بدتري نسبت به نانوسيال آلومينا از خود نشان داد و باعث كاهش بيشتر انتقال حرارت جوششي و افزايش بيشتر دماي سطح جوشش در يك شار ثابت شد.

In recent years, many researches have investigated nanofluids pool boiling and reported some contradictory results. In this study, the pool boiling heat transfer of water-alumina and TiO2-water nanofluids at saturated temperature was investigated experimentally. The experiments were conducted to investigate the impact of concentration and type of nanofluid on the pool boiling heat transfer of brass surface. Water-alumina and TiO2-water nanofluids with volumetric concentration of 0.0025-1% and 0.0025, 0.01, 0.25 % were used, respectively. An experimental setup with a cylindrical heated test section made of brass and surface roughness of 0.2µm was designed and fabricated. The experimental results showed that, the heat transfer decreases as the nanoparticles are added into the pure water base fluid. At a constant heat flux, the heat transfer coefficient decreases as the alumina volumetric concentration increments from 0.0025 to 0.01% and then increases for further addition from 0.01 to 1%. The TiO2-water nanofluids performance with respect to the water-alumina nanofluids was not very promising. That means, the boiling heat transfer decreases while the boiling surface temperature increases at a constant heat flux.