بررسي اثر زبري سطح هيتر بر روي ضريب انتقال حرارت در فرآيند جوشش جرياني

كارشناسي ارشد

انتقال حرارت جوشش هسته زايي، يكي از پركاربردترين روشهاي انتقال حرارت در صنايع مختلف است. اين گستردگي كاربرد به دليل توانايي انتقال حرارت با نرخ بسيار بالا به ازاي دماي مافوق گرم محدود ديواره است. به كار بستن جوشش جرياني و مشخصاً جوشش جرياني مادون سرد، با مزيت هاي بخصوص، به منظور مديريت حرارتي تجهيزاتي همچون موتورهاي درونسوز داخلي و پردازنده هاي الكترونيكي، و نيز استفاده در تجهيزات فرآيندي مختلفي كه در آنها انتقال مقادير بسيار بزرگ حرارت لازم است، مثل مبدلهاي حرارتي در پالايشگاه ها، نيروگاه ها و صنايع غذايي، لزوم مطالعه همه جانبه اين پديده را نمايان مي كند. با وجود قدمت مطالعات در زمينه جوشش و پارامترهاي موثر در آن، اثر شرايط سطح هنوز محل بحث محققين مختلف است. در اين پايان نامه، اثر زبري سطح، به عنوان يكي از مهم ترين پارامترهاي مشخص كننده شرايط سطح، بر جنبه هاي مختلف جوشش جرياني مادون سرد به صورت تجربي مورد مطالعه و تحليل گرفته است. 5 سطح نمونه، توليد شده توسط روش هاي معمول پرداخت سطح در صنعت (سنباده زني و روش سندبلاست) و داراي زبري هاي ميانگين 0.017 تا 7.325 ميكرون، تحت آزمون جوشش جرياني مادون سرد آب قرار گرفتند. با توجه به الزامات شناسايي شده در طراحي آزمايش، جوشش جرياني مادون سرد با دبي حجمي جريان در گستره 2.5 تا 7.5 ليتر بر دقيقه، مادون سردي 9.6 و 5.6، و شار حرارتي تا 600 كيلووات بر متر مربع در كانالي با مقطع مستطيلي و قطر هيدروليكي 11.3 ميليمتر مورد بررسي قرار گرفت. بر اساس نتايج به دست آمده، به جز سطح داراي پايين ترين زبري ميانگين، پديده هيسترزيس روي باقي سطوح نمونه مشاهده نشد. همچنين سطوح سندبلاست شده برتري قابل توجهي در زمينه ضريب انتقال حرارت و شروع پديده هسته زايي نشان دادند. با مطالعه مورفولوژي سطوح نمونه، عملكرد برتر اين سطوح به تعّدد حفره هاي ميكروني موجود روي آنها نسبت داده شد. علاوه بر اين، در پايان نامه حاضر روابط و مدل هاي نيمه تجربي مشهور در زمينه پيش بيني پديده جوشش جرياني معرفي و عملكرد آنها با نتايج تجربي به دست آمده مقايسه شد. اين تحليل منتج به شناسايي رفتار خاص سطوح زبر مورد بررسي و لزوم تصحيح بعضي بخش هاي اين مدل ها به منظور بهبود دقت پيش بيني رفتار سطوح نمونه شد. اين پايان نامه خلاء اطلاعات در زمينه عملكرد جوششي روي آلياژ نيكل-كروم، كه كاربرد گسترده اي در تجهيزات حرارتي دارد، را مورد بررسي قرار مي دهد.

194197

دانشگاه علم و صنعت ايران

تبديل انرژي

دكتر حميد صفاري نطنزي