17066

استفاده از ساختار سه بعدي در بالاي سطح گرمكن به منظور افزايش انتقال حرارت جوشش استخري

1401

دكتر حميد صفاري نطنزي و دكتر سيد مصطفي حسينعلي پور

انتقال حرارت جوشش استخري يكي از مؤثرترين فرآيندهاي انتقال حرارت است كه در صنايع مختلف كاربردهاي گسترده دارد. افزايش جوشش استخري براي چندين دهه با در نظر گرفتن انواع تغييرات سطحي و تنظيمات مورد مطالعه قرار گرفته است. به همين دليل، اين مطالعه به بررسي اثرات ساختارهاي سه‌بعدي در بالاي سطح گرمكن به منظور افزايش انتقال حرارت جوشش استخري مي‌پردازد. سازه محصور شامل پوششي مي‌باشد كه در داخل محفظه آب قرار مي‌گيرد. نتايج مطالعات قبلي نشان مي‌دهد كه انتقال حرارت جوشش استخري را مي‌توان به طور كلي با استفاده از ساختارهاي محدود افزايش داد. افزايش انتقال حرارت به قطر، زبري سطح داخلي، زاويه‌ي سطح داخلي و ترشوندگي سطح داخلي پوشش بستگي دارد. يكي از پارامترهاي مهم، شار حرارتي بحراني است. شار حرارتي بحراني يك پارامتر مهم در جوشش استخري و ايجاد محدوديت در شار گرما و دما در بيشتر كاربردها است. يك شار حرارتي بحراني بالاتر محدوده عملياتي گسترده‌تري يا يك ضريب ايمني اضافي را در شرايط عادي به سيستم ارائه مي‌دهد. در ساليان اخير، مطالعاتي در مورد استفاده از ساختارهايي در بالاي سطح جوشش به منظور افزايش جوشش استخري انجام شده است كه اين پژوهش در اين ارتباط مي‌باشد. در اين پژوهش، يك رويكرد مديريت بخار جديد با استفاده از يك پوشش دودكش‌مانند در طول فرآيند جوشش اتخاذ شده است. مي‌توان گفت موقعيت پوشش مستقيماً بالاي سطح گرم شده با يك شكاف مشخص بين لبه پاييني پوشش و سطح گرمكن قرار مي‌گيرد. شار حرارتي بحراني در اين رويكرد براي اكثر چيدمان‌هاي پوشش بخار (طول شكاف بين پوشش و سطح گرمكن)، با حداكثر افزايش 83 درصد نسبت به حالتي كه در بالاي سطح گرمكن از ساختار استفاده نشود، افزايش يافته است. اعتقاد بر اين است كه افزايش شار حرارتي بحراني با استفاده از اين ساختارها ناشي از بهبود تغذيه مايع و ديناميك انتشار بخار ناشي از پوشش است. در اين پژوهش، يك مدل ساده بر اساس تجزيه و تحليل مقياسي براي پيش‌بيني اثرات پوشش بر شار حرارتي بحراني ارائه خواهد شد.

9/11/2023 12:00:00 AM

90418

1405/03/10

Enhancement of Pool Boiling Heat Transfer Using Three-Dimensional Structures Positioned Above the Heated Surface

جوشش استخري , شار حرارتي بحراني , ساختار هاي محدود , مديريت بخار

Pool Boiling , Critical Heat Flux , Confined Structures , Vapor Management