بررسی تجربی و آشکارسازی انتقال حرارت جریان جوشش در لوله عمودی حاوی ماده متخلخل فلزی

در مطالعه حاضر به بررسی تجربی انتقال حرارت جوشش در یک لوله عمودی مسی با قطر داخلی 16 میلی‌متر تحت شرایط شار‌ حرارتی ثابت و در فشار اتمسفریک با سیال کاری آب پرداخته شده است. برای اعتبار‌سنجی نتایج و کسب اطمینان از صحت عملکرد سنسور‌ها و بستر آزمایشگاهی ابتدا در حالت تک‌‌‌فاز چندین آزمایش انجام و نتایج آن با روابط موجود برای انتقال حرارت تک‌فاز مقایسه گردید، که نشان دهنده صحت عملکرد بستر آزمایشگاهی بود. آزمایش‌ها ابتدا در لوله عمودی خالی و سپس در لوله عمودی حاوی فوم فلزی انجام شد. تمامی آزمایش‌های دوفازی در محدوده رژیم جریان اسلاگ بوده و توسط یک لوله شیشه ای که در انتهای بستر آزمایشگاهی قرار داده شده است، با دوربین پرسرعت آشکارسازی گردید. پارامترهای انتقال حرارت نظیر عدد ناسلت و ضریب انتقال حرارت جابه‌جایی در دبی‌های جرمی و شارهای حرارتی متفاوت اندازه‌گیری گردید و نتایج آزمایش‌ها با روابط تجربی موجود برای حالت دوفازی مقایسه شد، همچنین تاثیر ماده متخلخل، شار حرارتی و شار جرمی بر پارامترهای انتقال حرارت بررسی گردید. در نهایت مشخص شد در کیفیت‌های پایین و در محدوده شار جرمی 38 الی 53 کیلوگرم بر مترمربع‌ثانیه و شار حرارتی 23 الی 36 کیلووات بر مترمربع، فوم فلزی توپر باعث بهبود 5/1 تا 82/1 برابری ضریب انتقال حرارت نسبت به لوله خالی می‌شود. همچنین مشخص شد با وجود استفاده از فوم فلزی الگوی جریان همچنان اسلاگ باقی می‌ماند.