19566

۱۹۵۶۶

بررسي تجربي انتقال حرارت چگالش بر روي سطوح قائم

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

۱۳۹۵

۱۳۹۷/۷/۲

دكتر حميد صفاري

مكانيك

چگالش يكي از مكانيزم هاي مهم انتقال حرارت در بسياري از صنايع نظير تبريد، انرژي هست هاي، نيروگاه هاي حرارتي و غيره است. كاربردهاي فراوان پديده‌ي چگالش در صنعت، محققان را بر آن داشته است تا چاره اي براي بهبود آن بينديشند. فرآيند چگالش به‌صورت لايه اي يا قطره اي بر روي سطوح رخ ميدهد. در چگالش لايه اي به‌دليل شكل‌گيري لايهي مايع بر روي سطح و هدايت حرارتي پايين آن، بازده انتقال حرارت كاهش مي يابد. چگالش قطره اي به‌صورت قطراتي مجزا بر روي سطح شكل مي گيرد. تحقيقات انجام شده در سالهاي اخير نشان مي دهد كه ضريب انتقال حرارت در فرآيند چگالش قطره اي نسبت به چگالش لايه اي بزرگ‌تر است. لذا با توجه به نرخ انتقال حرارت بهتر در پديده‌ي چگالش قطره اي، استفاده از اين مكانيزم چگالش مي‌تواند تا حد زيادي باعث افزايش كارايي سيستم ها گردد. يكي از موارد مهم ديگر، تخمين صحيح ضريب انتقال حرارت است كه با توجه به پيدايش مكانيزم هاي ديگر چگالش، اين ضريب بايد از روش‌هاي آزمايشگاهي تعيين شود. اما گام ابتدايي در تخمين اين ضريب، ساخت دستگاهي است كه توسط آن بتوان ضريب انتقال حرارت را در رژيم گفته شده به‌دست آورد. بدين منظور، الزامات ساخت دستگاه آزمون چگالش بايستي به‌صورت جزء به جزء مورد مطالعه و محاسبه قرار گيرد تا پس از ساخت دستگاه بتوان به نتايجي دقيق دست يافت. پس از تعيين اين الزامات، بايستي نمونه‌هاي آزمايشي آب‌گريز را به‌منظور دستيابي به چگالش قطره‌اي توليد نمود. در اين تحقيق از ميكرو-نانوساختارها جهت دستيابي به سطوح آب‌گريز استفاده شده‌است. مواد آب‌گريز كننده‌ي مورد استفاده دو ماده‌ي 1-اكتا دسيل مركاپتان و اسيد استئاريك هستند كه دو پارامتر غلظت و زمان پوشش‌دهي براي هر دو ماده مورد بررسي قرار گرفته‌است. نتايج حاصل نشان مي‌دهد كه براي ماده‌ي آب‌گريز كننده‌ي 1-اكتا دسيل مركاپتان زمان ثابت 30 دقيقه و غلظت محلول 025/0 مولار و براي ماده‌ي آب‌گريز كننده‌ي اسيد استئاريك زمان ثابت 1 ساعت و غلظت محلول 0025/0 مولار حالت بهينه است. واژه‌هاي كليدي: انتقال حرارت در جريان‌هاي دوفازي، چگالش، آب‌دوستي، آب‌گريزي

1397/08/01

Experimental Investigation of Condensation Heat Transfer on Vertical Surfaces

9/24/2019 12:00:00 AM

Nowadays, phase-changing heat transfer has drawn researcher’s attention due to the energy crisis and heat transfer efficiency problems. Condensation is one of the crucial heat transfer mechanisms in almost every industry such as refrigeration, nuclear power, thermal power plants and etc. Numerous applications of this phenomena in industries have convinced researchers to improve its efficiency. The condensation process occurs in two forms: Filmwise or Dropwise. In filmwise condensation, due to a liquid film formation on the surface and also its low thermal conduction, heat transfer efficiency decreases while dropwise condensation occurs in the form of separated drops on the surface. Recent researches have shown that the heat transfer coefficient in dropwise condensation is higher than filmwise condensation about an order of magnitude. Therefore, because of higher heat transfer ratio in dropwise condensation using this phenomenon results in better performance in systems. Another prominent factor is the correct estimation of heat transfer coefficient in heat exchangers which should be determined experimentally due to the existence of other mechanisms of condensation. Keywords: Heat Transfer, Two-Phase Flows, Condensation, Hydrophilicity, Hydrophobicity