بررسی تجربی انتقال حرارت جوشش فیلمی حول استوانه نقره ای داغ غوطه ور در نانوسیال

افزایش انتقال حرارت یکی از اساسی ترین نیازها در بسیاری از تکنولو‍‍ژیهای رایج و مورد استفاده در صنایع می باشدکه این در مواردی تنها با تغییر فاز سیال خنک کن میسر می باشد. بسیاری از سیستمهای مهندسی نظیر ایستگاههای انتقال قدرت شامل مسائل مرتبط با جوشش می باشند. براین اساس بسیاری از تکنیکها برای بهبود انتقال حرارت جوششی فرض شده و مورد مطالعه قرار گرفته است. پیشرفتهای اخیر در زمینه نانوتکنولوژی سبب ایجاد گرایش جدیدی در زمینه انتقال حرارت گردیده است. نانوسیالات معمولا سبب افزایش انتقال حرارت در مقایسه با سیالات معمول نظیر آب ، اتیلن گلیکول و روغن می شوند. لذا در استفاده از نانوسیالات برای خنک کاریها باید مراقب مشخصه های جوشش آنها بود. بسیار مهم است که رفتار نانوسیالات را تحت این نوع شرایط تغییر دما به دقت بدانیم تا از اثرات ناخواسته که سبب دگرگونی خواص و عدم اطمینان به مشخصه های خنک کاری می شود ، جلوگیری کنیم. بدین منظور ، مطالعه و فهم مشخصه های انتقال حرارت جوششی نانوسیالات در جایگاه حاضر بسیار حائز اهمیت است.هدف از انجام این پژوهش بررسی انتقال حرارت جوشش فیلمی برروی استوانه داغ نقره ای (به قطر یک سانتیمتر وطول ده سانتیمتر)غوطه ور در نانوسیال و آب می باشد.در این بررسی تغییرات دما در مرکز استوانه با دقت ثبت گردیده و از این طریق میزان شارحرارتی از استوانه به سیال در هر لحظه محاسبه می گردد. از روش انتقال حرارت معکوس در انجام آزمایش با فرض دمای یکنواخت استوانه استفاده گردید. فرض هم دمایی استوانه نقره ای با روش ظرفیت فشرده(bi?0.1) با استفاده از داده های تجربی و تئوری مورد بررسی قرار گفت وشرط را به خوبی ارضا نمود. از دو استوانه نقره ای با زبری های متفاوت جهت بررسی اثر زبری بر جوشش نانوسیال ها استفاده گردید. زبری سطوح توسط میکروسکوپ afm اندازه گیری گردید. سطوح به ترتیب دارای زبری متوسط 129 و 690 نانومتر بودند. مشاهده گردید همین اختلاف کم در زبری های سطوح سبب اختلاف قابل توجه در زمان سرد شدن استوانه های نقره ای گردید. در این بررسی از نانوسیال های: نانو لوله های کربنی، کربن(الماس)، نقره و اکسید آهن در سیال پایه آب استفاده گردید. تقریبا در تمامی موارد میزان انتقال حرارت نسبت به آب کمتر بود، که این پدیده تابع نوع ذره، ته نشینی ذرات روی سطح داغ، خواص تشعشعی سطح انتقال حرارت، فعال کننده های سطح و غلظت نانوسیال می باشد. به منظور بررسی ته نشینی نانوذرات روی سطح داغ قبل و بعد از انجام آزمایش ها توسط میکروسکوپ sem تصاویری از سطح نمونه گرفته شد. در نانوسیال اکسید آهن با اعمال میدان مغناطیسی، اثر میدان بر میزان انتقال حرارت جوششی مورد بررسی قرار گرفت. توزیع میدان مغناطیسی با استفاده از نرم افزار femm شبیه سازی گردید و نحوه حرکت ذرات در میدان مغناطیسی با روش piv به دست آمد. نتایج افزایش قابل ملاحظه در میزان انتقال حرارت جوششی را نشان دادند.