Name: تعزيز بركة الغليان نقل الحرارة على أسطواني السطوح مع أنماط قابل للبلل الهجين (فيديو) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-04-10T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 32 s
Description: استكشف تأثير الأنماط الهجينة القابلة للبلل على نقل الحرارة بالغليان البركي باستخدام أسطوانة نحاسية مجوفة. تُحسّن هذه الطريقة قياس معامل نقل الحرارة وديناميكية الفقاعات بدقة.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

يقر المؤلفون بامتنان بدعم التمويل من وزارة العلوم والتكنولوجيا ، MOST (أرقام المشروع: MOST 104-2218-E-002 -004 ، MOST 105-2218-E-002-019 ، MOST 105-2221-E-002 -107 -MY3 ، MOST 102-2221-E-002 -133 -MY3 ، و MOST 102-2221-E-002 -088 -MY3).

1. إعداد السطوح التعديل <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يدويا تلميع قطعة اختبار (جوفاء اسطوانة نحاسية بطول 40 ملم (ل)، يبلغ قطره الخارجي 25 ملم (د س)، ويبلغ قطرها الداخلي 18 ملم (د ط)) لمدة 15 دقيقة باستخدام الصنفرة # 2000 الورق. تنظيف سطح مصقول من قبل الشطف مع الأسيتون يليه الماء DI. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع قطعة اختبار مصقول في الفرن لمدة 2 ساعة في درجة حرارة ثابتة من 120 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد superhydrophilic شافي 2 جسيمات متناهية الصغر حل باستخدام الخطوات التالية. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يعد حل A عن طريق خلط 1: 4 نسب الرحى من سيلاني tetraethoxy والمياه DI. إضافة 2 قطرات من 37٪ حمض الهيدروكلوريك المركز إلى حل ألف ويحرك المزيج لمدة 2 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جعل حل B عن طريق خلط نسبة 1: 3 الرحى من الايثانول والماء DI. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> خلط 1 مل من محلول ألف إلى 80 مل من محلول B ويقلب لمدة 2 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 32 غرام من شافي 2 النانوية (قطرها 40 نانومتر) إلى المحاليل استعدادنشوئها ويقلب لمدة 1 ساعة. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تزج قطعة اختبار في حل استعداد باستخدام جهاز تراجع طلاء على سرعة 5 مم / دقيقة. الحفاظ على قطعة اختبار المغلفة في الفرن على 120 درجة مئوية لمدة 1 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد 2 و 4 و 8 أنماط هجينة interlined مع توجهات مختلفة على طول الاتجاه المحوري (كما هو موضح في الشكل رقم 1) باستخدام الخطوات التالية. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قناع المنطقة المراد غير المصقول باستخدام الشريط العازل وفقا لعدد المطلوب من interlines مع التوجه السليم (لسطح 2-وتنسيقها في اتجاه 0 درجة، وضبط interlines في المركز والمنطقة superhydrophilic (المنطقة لتكون مغلفة) على الجانب العلوي. من ناحية أخرى، لتوجيه 90 درجة، وضبط الناقلات واحد في الأعلى وآخر في الأسفل ولتوجيه 180 درجة، وضبط منطقة superhydrophilic في الأسفل وinterlines في المركز. وبالمثل، وضبط موقف 4 و 8 أسطح interlined مع مختلف سrientation كما هو مبين في الشكل 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تزج قطعة اختبار ملثمين في حل استعداد باستخدام جهاز تراجع طلاء، وتراجع في سرعة غمس عالية وارتفاع في سرعة بطيئة من 5 مم / دقيقة. الحفاظ على قطعة اختبار المغلفة في الفرن على 120 درجة مئوية لمدة 1 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة الشريط العازل من منطقة ملثمين الحصول على العدد المطلوب من interlines مع التوجه السليم. </li></ol></li></ol><img alt="شكل 1" src="/files/ftp_upload/55387/55387fig1.jpg" /> الشكل 1. اختيار الأسطح المختلفة من خلال Interlined. (أ) تخطيطي الأسطح المختلفة من خلال interlined مع توجهات مختلفة. نسبة مساحة سطح النحاس العادي وسطح superhydrophilic هي 1: 1 في جميع الظروف. معايير الاختيار (ب) التوجه. (ج) عرض متساوي القياس من 2 الناقلات سطح الموجهة 0 درجة زاوية. تحديد اتجاه كما الزاوية بين خط الأساس وطلاءخط الوسط من أول نمط ماء من الجانب العلوي، ويتم قياسها في اتجاه عقارب الساعة. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55387/55387fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> 2. إجراء التجريبية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام الشريط العازل، وإصلاح أنبوب زجاجي واحد في كل قاعدة دائرية من قطعة الاختبار المغلفة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إصلاح أفقيا هذه الجمعية إلى غرفة 140- 140- س × 160 ملم (كما هو موضح في الشكل 2) باستخدام معجون السيليكون وفقا للموقف المطلوب من interlines. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع-W 550، قطرها 18 مم، و 40 مم طويلة سخان خرطوشة مع طبقة رقيقة من معجون الحراري على المنطقة الدائرية في حفرة من قطعة الاختبار. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ربط سخان خرطوشة إلى تيار مباشر (DC) وحدة امدادات الطاقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مكان T-نوع المزدوجات الحرارية في 8 متباعدة بالتساوي ثقوب 1 ملم، مع أعماق بديلة من 5 ملم و 7 ملم كما هو مبين في الشكل3 ربطها مسجل بيانات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدراج وإصلاح أجهزة الكشف عن درجة الحرارة المقاومة (RTD)، مكثف ارتداد، وسخان مساعدة في المساحات المتوفرة على الغطاء العلوي. اصلاحها على الحجرة المغلي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ملء 1400 مل من الماء DI في غرفة الغليان بركة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ربط المكثف الراجع إلى غرفة التبريد التي يتم الاحتفاظ في 5 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قبل التجربة، وتغلي بقوة الماء DI في غرفة الغليان تجمع لمدة 30 دقيقة باستخدام سخان مساعدة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الحفاظ على المياه DI في حالة غليان المشبعة باستخدام سخان مساعدة. وفي وقت لاحق، والتبديل على إمدادات الطاقة وتعطي تيار الأولي من 0.1 A. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الانتظار لمدة 2 دقيقة من أجل الوصول إلى حالة مستقرة. ثم، زيادة التيار الكهربائي مع الزيادات من 0.3 A. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> سجل درجة الحرارة في كل مدخلات الطاقة باستخدام مسجل بيانات. تستمر التجربة حتى يتم التوصل إلى تيار أقصى من 4 A. وفي الوقت نفسه، سجل ديناميات فقاعة و<html> أو كل مدخلات الطاقة باستخدام كاميرا CCD وضعت أمام غرفة الغليان المجمع، الذي يركز على قطعة الاختبار. </li></ol><img alt="الشكل 2" src="/files/ftp_upload/55387/55387fig2.jpg" /> الشكل 2. تخطيطي للغرفة بركة الغليان. ترتبط أنابيب الزجاج لكلا الجانبين من اسطوانة النحاس جوفاء مع معجون السيليكون. تم إصلاح هذه إلى غرفة الغليان تجمع مع معجون السيليكون. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55387/55387fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الشكل (3)" src="/files/ftp_upload/55387/55387fig3.jpg" /> الرقم 3. الحرارية لتحديد المواقع. توضع 8 المزدوجات الحرارية داخل الثقوب مم 1 محيطي في قطعة الاختبار مكان في قطر 20 مم. يتم إصلاح أعماق بديلة ثقوب قطرها 1MM في 5 ملم و 7 ملم على التوالي./files/ftp_upload/55387/55387fig3large.jpg &quot;الهدف =&quot; _ فارغة &quot;&gt; الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم. 3. الحد من البيانات <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حساب المدخلات الحرارة (Q) باستخدام المعادلة التالية 19 Q = I V (1) ملاحظة: أنا وV هي المدخلات الحالية في أمبير والجهد في فولت على التوالي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تقدير فقدان الحرارة (خسارة Q) من السطوح الجانبين باستخدام صيغة 19: <img alt="المعادلة 2" src="/files/ftp_upload/55387/55387eq2.jpg" /> (2) ملاحظة: ك هو التوصيل الحراري للنحاس. T 7 ملم وT 5 مم هي متوسط قيم درجة الحرارة في أعماق 7 ملم و 5 ملم، على التوالي؛ Δx (2 ملم) هو الفرق بين أعماق. و <img alt="المعادلة 2B" src="/files/ftp_upload/55387/55387eq2b.jpg" /> هي مساحة المقطع العرضي للاختبار ص<html> IECE. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحديد التدفق الحراري (ف &#39;&#39;) باستخدام الصيغة التالية 19: <img alt="المعادلة 3" src="/files/ftp_upload/55387/55387eq3.jpg" /> (3) ملاحظة: A = π د س ل هو المجال كفافي من قطعة الاختبار. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حساب حمى الجدار (باستخدام المعادلة التالية 19: <img alt="المعادلة 4" src="/files/ftp_upload/55387/55387eq4.jpg" /> (4) ملاحظة: T م هو متوسط T 7 ملم وT 5 ملم، وطول قطعة الاختبار، س ص (12.5 مم) دائرة نصف قطرها الخارجي للقطعة الاختبار، دائرة نصف قطرها من قطعة الاختبار ص م (10 ملم) في قياس الثقوب، وT جلس هو على درجة حرارة تشبع المياه DI كما هو مبين في الشكل (4). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حساب HTC (α) باستخدام الصيغة التالية 19: pload / 55387 / 55387eq5.jpg &quot;/&gt; (5) </li></ol><img alt="الشكل (4)" src="/files/ftp_upload/55387/55387fig4.jpg" /> الشكل 4. رسم تخطيطي للتحليل درجة الحرارة ستريت. يتم احتساب درجة حرارة الجدار باستخدام متوسط ​​درجة الحرارة المقاسة والمقاومة الحرارية أسطواني المعروفة. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55387/55387fig4large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>

<ol><li>Putsch, G. Thermal challenges in the next generation of supercomputers. Proc. CoolCon MEECC Conference. , 1-83 (2005).</li>
<li>Phan, H. T., Caney, N., Marty, P., Colasson, S., Gavillet, J. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0017931009003986">Surface wettability control by nanocoating: The effect on pool boiling heat transfer and nucleation mechanism.</a> Int. J. Heat and Mass Transfer. 52, 5459-5471 (2009).</li>
<li>Barber, J., Brutin, D., Tadrist, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+on+boiling+heat+transfer+enhancement+with+nanofluids%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale+Res.+Lett%22%5BJournal%5D)">A review on boiling heat transfer enhancement with nanofluids.</a> Nanoscale Res. Lett. 6 (1), 280(2011).</li>
<li>Kim, S. J., Bang, I. C., Buongiorno, J., Hu, L. W. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.2360892">Effects of nanoparticle deposition on surface wettability influencing boiling heat transfer in nanofluids.</a> Appl. Phys. Lett. 89, 153107(2006).</li>
<li>Berenson, P. J. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0017931062900790">Experiments on pool-boiling heat transfer.</a> Int. J. Heat Mass Transfer. 5 (10), 985-999 (1962).</li>
<li>You, S. M., Simon, T. W., Bar-Cohen, A. <a target="_blank" href="http://ieeexplore.ieee.org/document/180048/">A technique for enhancing boiling heat transfer with application to cooling of electronic equipment.</a> IEEE Trans. Compon. Hybrids Manuf. Tech. 15 (5), 823-831 (1992).</li>
<li>Li, C., Peterson, G. P. <a target="_blank" href="http://heattransfer.asmedigitalcollection.asme.org/article.aspx?articleid=1448929">Parametric study of pool boiling on horizontal highly conductive microporous coated surfaces.</a> J. Heat Transfer. 129 (11), 1465-1475 (2007).</li>
<li>Trisaksri, V., Wongwises, S. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032105000444">Critical review of heat transfer characteristics of nanofluids.</a> Renew. Sust. Energy Rev. 11 (3), 512-523 (2007).</li>
<li>Trisaksri, V., Wongwises, S. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0017931008004833">Nucleate Pool Boiling Heat Transfer of TiO2-R141b nanofluids.</a> Int. J. Heat Mass Transfer. 52 (5-6), 1582-1588 (2009).</li>
<li>Suriyawong, A., Wongwises, S. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0894177710000579">Nucleate pool boiling heat transfer characteristics of TiO2- water nanofluids at very low concentrations.</a> Exp. Therm. Fluid Sci. 34 (8), 992-999 (2010).</li>
<li>Suriyawong, A., Dalkilic, A. S., Wongwises, S. <a target="_blank" href="https://www.astm.org/DIGITAL_LIBRARY/JOURNALS/JAI/PAGES/JAI104409.htm">Nucleate Pool Boiling Heat Transfer Correlation for TiO2-Water Nanofluids.</a> J. ASTM Int. 9 (5), 1-12 (2012).</li>
<li>Sarangi, S., Weibel, J. A., Garimella, S. V. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S001793101400845X">Effect of particle size on surface-coating enhancement of pool boiling heat transfer.</a> Int. J. Heat Mass Transfer. 81, 103-113 (2015).</li>
<li>Kumar, C. S. S., Suresh, S., Kumar, M. C. S., Gopi, V. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0894177715002514">Effect of surfactant addition on hydrophilicity of ZnO-Al2O3 composite and enhancement of flow boiling heat transfer.</a> Exp. Therm. Fluid Sci. 70, 325-334 (2016).</li>
<li>Takata, Y., Hidaka, S., Uraguchi, T. <a target="_blank" href="http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/01457630600793962">Boiling feature on a super water-repellent surface.</a> Heat Transfer Eng. 27 (8), 25-30 (2006).</li>
<li>Takata, Y., Hidaka, S., Masuda, M., Ito, T. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/er.861/abstract">Pool boiling on a super hydrophilic surface.</a> Int. J. Energy Res. 27 (2), 111-119 (2003).</li>
<li>Takata, Y., Hidaka, S., Kohno, M. Enhanced nucleate boiling by super hydrophobic coating with checkered and spotted patterns. International Conference on Boiling Heat Transfer. , Spoleto. (2006).</li>
<li>Hsu, C. C., Chiu, W. C., Kuo, L. S., Chen, P. H. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.4897953">Reversed boiling curve phenomenon on surfaces with interlaced wettability.</a> AIP Advances. 4, 107110(2014).</li>
<li>Jo, H., Ahn, H. S., Kang, S. H., Kim, M. H. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0017931011003231">A study of nucleate boiling heat transfer on hydrophilic, hydrophobic and heterogeneous wetting surface.</a> Int. J. Heat Mass Transfer. 54 (25-26), 5643-5652 (2011).</li>
<li>Mehta, J. S., Kandlikar, S. G. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0017931013003074">Pool boiling heat transfer enhancement over cylindrical tubes with water at atmospheric pressure, Part I: Experimental results for circumferential rectangular open microchannels.</a> Int. J. Heat Mass Transfer. 64, 1205-1215 (2013).</li>
<li>Cornwell, K., Houston, S. D. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0017931094900310">Nucleate Pool Boiling on Horizontal Tubes - a Convection-Based Correlation.</a> Int. J. Heat Mass Transfer. 37, Suppl 1. 303-309 (1994).</li>
<li>Holman, J. P. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHolman%2C+JP+%22Experimental+Methods+for+Engineers%22">Experimental Methods for Engineers</a>. , 7th ed, Tata McGraw Hill Education Private Limited. (2007).</li>
</ol>

يعلن المؤلفون أنه ليس لديهم مصالح مالية متنافسة.

كان الهدف الرئيسي من هذا التحقيق هو تطوير مشتت حراري لغلي البركة لتطبيقات تبديد الحرارة العالية ، مثل المفاعلات النووية والغلايات والأنابيب الحرارية ، من خلال إدخال السطح الهجين القابل للبلل ، كما هو موضح في قسم البروتوكول. يمكن أن تنتج هذه الأسطح أداء أفضل لغليان في المسبح من الأسطح المتجانسة القابلة للبلل (المحبة للماء والكارهة للماء). يرجع التحسن في أداء نقل الحرارة المغلي إلى زيادة مواقع التنوي النشطة وسهولة انفصال الفقاعات المشكلة عن السطح. في هذه الدراسة ، نظرنا في تأثيرات عدد الخطوط المتداخلة واتجاه الأنماط الهجين...

نظام مكتفية تدفق الحرارة عالية وتوفير التبريد في حدود 10-10 مايو W / سم 2 مطلوب في المجالات الناشئة من الأجهزة الإلكترونية، والدفاع، وإلكترونيات الطيران، وتطوير جهاز النووية. التبريد التقليدية مع الهواء غير كافية لهذه التطبيقات نظرا لمعامل نقل الحرارة المنخفضة (HTC) لكل الظروف free- والقسري الحراري. تقنيات التبريد القائم على مرحلة تغيير، مثل الغليان تجمع وتدفق المغلي، هي جيدة بما فيه الكفاية لإزالة تدفقات ارتفاع الحرارة في حدود 10 - 1000 W / سم 2 1. وبما أن عملية نقل الحرارة على مرحلتين هو متساوي الحرارة، ودرجة حرارة جهاز تبريد ثابتة تقريبا على سطحه. نظرا لاختلاف يذكر في درجات الحرارة على طول السطح، والصدمة الحرارية من الجهاز يمكن القضاء عليها. ومع ذلك، فإن المعلمة الحد الرئيسية في الغليان نقل الحرارة هي الحرارة تدفق النقدي (CHF)، الذي يسبب ارتفاع غير طبيعي في درجة حرارة 2 </sup&gt;. في العقود القليلة الماضية، وقد تم تنفيذ بحوث واسعة لتحسين CHF باستخدام تعديل السطح، nanofluids، وسطح الطلاء 3، 4، 5، 6، 7، 8، 9، 10، 11. ومن بين أساليب مختلفة، تم العثور على مواد الطلاء ليكون أفضل طريقة لتحسين CHF بسبب الزيادة الكبيرة في مساحة السطح. مواد الطلاء بصورة عامة على زيادة نقل الحرارة عن طريق عمل الزعانف، والآثار المسامية، وبلل سطح 12. بلل سطح يلعب دورا هاما في الغليان نقل الحرارة. وتشير دراسات سابقة أنه في ظروف الحرارة تدفق أقل، والسطح مسعور يظهر HTC أفضل نظرا لالتنوي في وقت مبكر. ومع ذلك، فيارتفاع تدفق الحرارة، ومفرزة من الفقاعات تشكلت بطيئة نظرا لتقارب منخفضة من المياه نحو السطح. وهذا يؤدي إلى التحام فقاعة ويؤدي إلى انخفاض CHF 3. من ناحية أخرى، على سطح ماء ينتج CHF أعلى، بسبب انفصال سريع من الفقاعات تشكلت، لكنه يعطي HTC أقل في تدفقات درجة حرارة منخفضة، وذلك بسبب التأخير في فقاعة التنوي 13. تظهر هياكل هجينة تعزيز ملحوظا في الغليان نقل الحرارة لجميع تدفقات الحرارة بسبب التأثير المشترك لللا مائية وhydrophilicity 14 و 15 و 16. هسو وآخرون. أنتج سطح قابل للبلل غير متجانسة بواسطة طلاء superhydrophilic سي النانوية على سطح النحاس ملثمين. حققوا نسب بلل مختلفة من خلال تغيير الوقت الطلاء. بداية الغليان وقع في وقت سابق على أسطح غير متجانسة بالمقارنة مع حسطح omogeneous، مما ادى الى تراجع كبير في جدار حمى 17. جو وآخرون. أجريت nucleate المغلي الدراسات نقل الحرارة على الأسطح ترطيب ماء، مسعور، وغير متجانسة. وتألفت لسطح التبول غير متجانسة من النقاط منقوشة مسعور على سطح ماء. لأنهم وصلوا HTCs أعلى ونفس CHF لسطح متجانسة بالمقارنة مع سطح ماء. تحسن في الغليان نقل الحرارة يعتمد بشكل مباشر على عدد من النقاط على السطح وعلى الظروف الغليان 18. في هذه الدراسة، تم إنتاج المحوري أنماط القابلة للبلل الهجينة على سطح النحاس اسطوانية باستخدام تقنية تراجع الطلاء. أجريت السباحة المغلي الدراسات نقل الحرارة لتحديد الآثار المترتبة على عدد من interlines وتوجه نمط قابل للبلل الهجين. وقد تم تحليل الغليان تدفق الحرارة، HTC، وديناميات فقاعة لركائز كل المغلفة، ونحنإعادة مقارنة مع الركيزة النحاس.

مسحوق <table><tbody>السيليكا <tr><td>النانوي للمياه</td><td></td><td></td><td></td>منزوعة الأيونات</tr><tr><td>، 40 نانومتر</td><td>UniRegion Bio-Tech</td><td>60676860</td><td></td></tr><tr><td>الإيثانول</td><td>ECHO Chemical Co. Ltd</td><td>64175</td><td></td></tr><tr><td>حمض الهيدروكلوريك</td><td>SHOWA Chemical Co. Ltd.</td><td>7647010</td><td></td></tr><tr><td>Tetraethoxysilane</td><td>SHOWA Chemical Co. Ltd.</td><td>78104</td><td></td></tr><tr><td>أسيتون</td><td>يوني أونوارد كورب.</td><td>67641</td><td></td></tr><tr><td>سخان خرطوشة</td><td>تشونغ شون سخان & شركة الصك المحدودة</td><td></td><td></td></tr><tr><td>زجاج بيركس &nbsp;</td><td>خدمة زجاج السيارات ، تايوان</td><td></td><td></td></tr> العادي <tr><td>المقوى</td><td>الزجاج خدمة زجاج السيارات ، معجون حراري تايوان</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>التشحيم الكهربائي</td><td>EG-30 &nbsp ؛</td><td></td></tr><tr><td>شريط العزل</td><td>Chuan Chi Trading Co. Ltd</td><td>Kapton Tape</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Sandpaper Chuan Chi Trading Co. Ltd</td> <td># 2000</td><td></td></tr><tr><td>فرن التدفئة</td><td>Chung Chuan</td><td>Hong Sen HS-101</td><td></td></tr><tr><td>الموازين الإلكترونية</td><td>A & شركة دي Ltd</td><td>GX400</td><td></td></tr><tr><td>منظف بالموجات فوق الصوتية</td><td>برانسونيك</td><td>برانسونيك 3510</td><td></td></tr><tr><td>مغناطيس نمام</td><td>الخط الأصفر</td><td>MST D S1</td><td></td></tr><tr><td>مسجل البيانات&nbsp;</td><td>يوكوجاوا</td><td>MX-100</td><td></td></tr><tr><td>CCD الكاميرا</td><td>JVC</td><td>LY35862-001A</td><td></td></tr><tr><td>معجون السيليكون</td><td>Permatex</td><td>599BR</td><td></td></tr><tr><td>امدادات الطاقة</td><td>Gwinstek</td><td>GPR-20H50D</td><td></td></tr><tr><td>التفلون الشريط&nbsp;</td><td>Chuan Chi Trading Co. Ltd</td><td>CS170000</td><td></td></tr><tr><td>زاوية الاتصال مقياس الزوايا</td><td>Sindatek</td><td>نموذج 100SB</td><td></td></tr><tr><td>سخان إضافي</td><td>Chuan Chi Trading Co. Ltd</td><td></td><td></td></tr><tr><td>T- نوع مزدوجات حرارية</td><td>Chuan Chi Trading Co. Ltd</td><td></td><td></td></tr><tr><td>مكثف الارتجاع &nbsp ؛</td><td>تشوان تشي للتجارة المحدودة</td><td></td><td></td></tr><tr><td>الألياف الزجاجية</td><td>البلاستيك المهنية ، تايوان</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

تعزيز بركة الغليان نقل الحرارة على أسطواني السطوح مع أنماط قابل للبلل الهجين

Pool-Boiling Heat-Transfer Enhancement on Cylindrical Surfaces with Hybrid Wettable Patterns

في هذه الدراسة ، تم إجراء تجارب نقل الحرارة في غليان البركة للتحقيق في تأثير عدد التقاطعات واتجاه نمط الرطب الهجين. تم إنتاج أنماط هجينة قابلة للبلل عن طريق طلاء SiO2 فائق الماء على سطح نحاسي أسطواني مقنع وكاره للماء. باستخدام الماء منزوع الأيونات (DI) كسائل العمل ، تم إجراء دراسات نقل الحرارة في المسبح على أسطوانات نحاسية مختلفة معالجة سطحيا بقطر 25 مم وطول 40 مم. أظهرت النتائج التجريبية أن عدد الخطوط التداخلية واتجاه النمط الهجين القابل للبلل يؤثران على ارتفاع درجة حرارة الجدار و HTC. من خلال زيادة عدد الخطوط الداخلية ، تم تحسين HTC عند مقارنته بالسطح العادي. أشارت الصور التي تم الحصول عليها من كاميرا الجهاز المقترن بالشحن (CCD) إلى أن المزيد من الفقاعات تشكلت على التقاطعات مقارنة بالأجزاء الأخرى. أعطى النمط الهجين القابل للبلل مع القسم السفلي الكارهة للماء أفضل معامل نقل الحرارة (HTC). أشارت النتائج التجريبية إلى أن ديناميكيات الفقاعة للسطح هي عامل مهم يحدد غليان النواة.

وأجريت التجارب نقل الحرارة الغليان تجمع على سطح أسطواني قابل للبلل الهجين باستخدام الإعداد التجريبية التي هو مبين في الشكل (5) التخطيطي. وأوضح الإجراء التجريبي الغليان تجمع في الخطوة 2 من قسم البروتوكول ونفذت بنجاح أثناء التحقيق في تأثير عدد من interlines وتوجه نمط قابل للبلل الهجين على أداء الغليان بركة. ومثلت العروض الغليان مجموعة من الأسطح المختلفة المعالجة من حيث الرسوم البيانية: تدفق الحرارة مقابل مستوياتها الجدار وHTC مقابل ا...

أجريت تجارب نقل الحرارة الغليان تجمع خارج لمراقبة آثار أنماط القابلة للبلل الهجينة على معامل نقل الحرارة (HTC). المعلمات التحقيق هي عدد interlines والتوجه نمط من سطح قابل للبلل تعديلها.

In this study, pool-boiling heat-transfer experiments were performed to investigate the effect of the number of interlines and the orientation of the ...

الهدف العام من هذه التجربة هو استقصاء تأثير عدد واتجاه الأنماط المحبة للماء المحورية على انتقال الحرارة بالغليان الركودي. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على أسئلة رئيسية في مجال انتقال الحرارة بالغليان الركودي، مثل تأثير التباين الهجين على معامل انتقال الحرارة بالغليان وديناميكيات الفقاعات. وتتمثل الميزة الرئيسية لهذه التقنية في قدرتها على قياس معامل انتقال الحرارة بالغليان الركودي وديناميكيات الفقاعات للأسطح الهجينة المحبة للماء بدقة.للبدء، قم بصقل أسطوانة نحاسية مجوفة يدويًا لمدة 15 دقيقة باستخدام ورق صنفرة رقم 2,000. نظف السطح المصقول عن طريق شطفه بالأسيتون ثم بالماء منزوع الأيونات. ضع قطعة الاختبار المصقولة في فرن لمدة ساعتين عند درجة حرارة ثابتة تبلغ 120 درجة مئوية.لتحضير محلول جسيمات ثاني أكسيد السيليكون النانوية فائقة المحبة للماء، قم أولاً بتحضير المحلول A عن طريق خلط tetraethoxy silane والماء منزوع الأيونات. ثم أضف قطرتين من HCl المركز بتركيز 37% إلى المحلول A واستمر في التقليب لمدة ساعتين. بعد ذلك، قم بتحضير المحلول B عن طريق خلط الإيثانول والماء منزوع الأيونات.بعد ذلك، يتم خلط 1 mL من المحلول A و 80 mL من المحلول B والتقليب لمدة ساعتين. ثم تُضاف 32 g من جسيمات ثاني أكسيد السيليكون النانوية إلى المحلول المُحضّر مع التقليب لمدة ساعة واحدة قبل غمر قطعة الاختبار كما هو موضح في البروتوكول النصي. بعد ذلك، يتم تحضير نمطين هجينين متداخلين باتجاهات مختلفة على طول الاتجاه المحوري لقطعة الاختبار، وذلك عن طريق تغطية المنطقة المراد تركها بدون طلاء باستخدام شريط عزل، وفقاً للعدد المطلوب من الخطوط المتداخلة وبالتوجيه المناسب.بالنسبة للسطحين ذاتي الخطوط عند توجيه صفر درجة، يتم ضبط الخطوط البينية في المركز والمنطقة فائقة المحبة للماء في الجانب العلوي. وعلى العكس من ذلك، بالنسبة للتوجيه بزاوية 180 درجة، يتم ضبط المنطقة فائقة المحبة للماء في الأسفل والخطوط البينية في المركز. وبالمثل، يتم ضبط موضع الأسطح ذات الأربعة والثمانية خطوط بينية ذات التوجيهات المختلفة.بعد ذلك، اغمر قطعة الاختبار المقنعة في المحلول المُحضّر باستخدام جهاز طلاء بالتغطيس بسرعة غمس عالية، ثم ارفعها بسرعة بطيئة تبلغ 5 mm/min. اترك قطعة الاختبار المطلية في فرن عند درجة حرارة 120 °C لمدة ساعة واحدة. وأخيرًا، أزل الشريط العازل من المنطقة المقنعة للحصول على العدد المطلوب من الخطوط البينية بالتوجه الصحيح.باستخدام شريط عزل، قم بتثبيت أنبوب زجاجي واحد عند كل قاعدة دائرية للقطعة المختبرة المطلية. قم بتثبيت هذه المجموعة أفقياً في الغرفة باستخدام معجون السيليكون وفقاً للموضع المطلوب للخطوط البينية. ضع سخان خرطوشي مع طبقة رقيقة من المعجون الحراري على المنطقة المحيطية داخل ثقب القطعة المختبرة.قم بتوصيل سخان الخرطوشة بوحدة تزويد طاقة التيار المستمر. ضع المزدوجات الحرارية من النوع T في الثقوب الثمانية الموزعة بالتساوي بقطر 1 mm وبأعماق متبادلة تبلغ 5 mm و7 mm. بعد ذلك، قم بتوصيلها بمسجل البيانات.قم بتركيب وتثبيت كواشف درجة الحرارة المقاومة، ومكثف ارتدادي، وسخان مساعد في المساحات المخصصة لها في الغطاء العلوي. ثبتها فوق غرفة الغليان. بعد ذلك، املأ غرفة الغليان بـ 1.4 liters من الماء منزوع الأيونات.قم بتوصيل مكثف الارتجاع بغرفة تبريد يتم الحفاظ عليها عند درجة حرارة 5 °C. قبل بدء التجربة، قم بغلي الماء منزوع الأيونات بقوة في غرفة الغليان المجمعة لمدة 30 دقيقة باستخدام السخان المساعد. حافظ على الماء منزوع الأيونات في حالة الغليان المشبع باستخدام السخان المساعد.بعد ذلك، قم بتشغيل وحدة إمداد الطاقة ومرر تياراً أولياً قدره 0.1 amps. وفي هذه الأثناء، سجل ديناميكيات الفقاعات لكل مدخل قدرة باستخدام كاميرا CCD موضوعة أمام غرفة الغليان البركي وموجهة نحو قطعة الاختبار. وبعد الانتظار لمدة دقيقتين للوصول إلى حالة مستقرة، قم بزيادة التيار الكهربائي بزيادات قدرها 0.3 amps.سجل درجة الحرارة عند كل قيمة لمدخل الطاقة باستخدام مسجل البيانات. استمر في التجربة حتى يتم الوصول إلى تيار أقصى قدره four amps. أخيرًا، قم بإجراء تقليل البيانات (Data Reduction) كما هو موضح في البروتوكول النصي.تظهر هنا أداءات الغليان البركي لسطح نحاسي بسيط، وسطح فائق المحبة للماء كلياً، وأسطح هجينة بأعداد مختلفة من الخطوط البينية عند توجيه صفر درجة. يوضح الشكل تأثير الأسطح المختلفة على منحنيات الغليان البركي، بالإضافة إلى تباين معامل انتقال الحرارة، أو HTC بالنسبة لتدفق الحرارة. تُظهر الأسطح ذات الخطوط البينية الثمانية معامل انتقال حرارة HTC أفضل مقارنة بالأسطح الأخرى عند تدفق حراري معين، بينما تمتلك الأسطح ذات الخطين والأربعة خطوطاً بينية معامل انتقال حرارة HTC متماثلاً تقريباً.يظهر تأثير التوجيه على منحنيات الغليان الركامي لسطحين هجينين متداخلين، وأربعة أسطح هجينة متداخلة، وثمانية أسطح هجينة متداخلة. تم الحصول على الإزاحة نحو اليسار في منحنيات الغليان الركامي للسطحين المتداخلين عند صفر درجة، وللأربعة أسطح المتداخلة عند 90 درجة، وللثمانية أسطح المتداخلة عند 45 درجة. كما يظهر أيضاً تأثير التوجيه على معامل انتقال الحرارة لسطحين هجينين متداخلين، وأربعة أسطح هجينة متداخلة، وثمانية أسطح هجينة متداخلة.أظهر معامل انتقال الحرارة (HTC) للسطحين المتداخلين عند صفر درجة، والأسطح الأربعة المتداخلة عند 90 درجة، والأسطح الثمانية المتداخلة عند 45 درجة أعلى القيم. وبمجرد إتقان هذه التقنية، يمكن تنفيذها بطرق متعددة إذا تم تطبيقها بشكل صحيح. ولتعلم هذا الإجراء، يمكن إجراء تحليل لمعامل انتقال الحرارة بالغليان الركامي وديناميكيات الفقاعات لاستقصاء تأثير التباين الهجين على الغليان الركامي.لا تنسَ أن العمل مع الجسيمات النانوية والمواد الكيميائية قد يكون خطيراً، لذا يجب دائماً اتخاذ الاحتياطات اللازمة مثل ارتداء القفازات والأقنعة أثناء تنفيذ هذا الإجراء.

pool-boiling-heat-transfer-enhancement-on-cylindrical-surfaces-with

Research

JoVE Journal

Engineering

الهندسة

تم وصف جهازين تجريبيين لفحص اصطدام النفاثة السائلة على سطح متحرك عالي السرعة: جهاز مدفع هوائي وجهاز قرص دوارة. تستخدم الأجهزة لتحديد الأساليب المثلى لتطبيق معدل الاحتكاك السائل (LFM) على مسارات السكك الحديدية للتحكم في الاحتكاك في أعلى السكك الحديدية.

تصور عالية السرعة السائل جيت الانحشار على السطح المتحرك

هنا، نقدم بروتوكول للتدليل على جيل من الجليد عند تقديم الماء لحمام بارد من محلول ملحي، وكمبرد الثانوية، في مجموعة من درجات الحرارة أقل بكثير من نقطة تجمد الماء. ويمكن استخدامه كطريقة بديلة لإنتاج الجليد للصناعة.

الجيل الجليد وانتقال الحرارة والكتلة الظواهر من إدخال المياه إلى حمام الباردة من الماء المالح

هذه المخطوطة يصف الأساليب التي تهدف إلى قياس معاملات نقل الحرارة الحمل الحراري لحظية المحلية في تدفق أنابيب واحدة أو مرحلتين. ويرد أيضا أسلوب بصري بسيط لتحديد الطول وسرعة نشر ممدود فقاعة هواء (تايلور) تتحرك سرعة ثابتة.

قياسات لنقل الحرارة الحمل الحراري لحظية المحلية في أنبوب--تدفق واحد ومرحلتين

نقدم هنا، أسلوب تجريبي لفصل قوة كوريوليس مترابطة وآثار الطفو بالتناوب على توزيعات نقل الحرارة حقل كامل من قناة الدورية.

قوة كوريوليس يفصل وآثار الطفو الدورية على الحرارة كامل-ميدان نقل خصائص قناة الدورية

وينص بروتوكول بسيط تصنيع هياكل هيميويكينج متفاوتة الأحجام والأشكال والمواد. البروتوكول يستخدم مزيجاً من ختم المادية، PDMS صب، وغشاء رقيق التعديلات السطحية عن طريق مواد ترسب التقنيات الشائعة.

ختم قابلة الطباعة وتصنيع الأسطح هيميويكينج

تصف هذه الورقة كيف يمكن إنشاء ثلاثة أنظمة دوامة مائية مختلفة في قمع شوبرغر الزائدي ، وأهم خصائصها ، وكيف يمكن حساب المعلمات المرتبطة بها مثل معدلات نقل الأكسجين.

تحضير دوامات المياه الزائدية ذات السطح الحر

نقدم طريقة لتطبيق علامات وأنماط دائمة على أسطح السيليكون عن طريق لصق الجزيئات الدقيقة على السطح. يمكن أن تكون العلامات إما تصميما يمكن التعرف عليه أو نمطا عشوائيا مثل تلك المستخدمة في ارتباط الصور الرقمية.

تطبيق أنماط دائمة وقوية من الجسيمات الدقيقة على الأسطح المرنة

يقدم هذا البروتوكول طريقة ناتجة عن الضوء لتصنيع هياكل زلقة ثلاثية الأبعاد عبر الزخرفة الرقمية المتسلسلة والتطعيم على الأسطح النانوية المسامية المطلية بالسيلان. يتيح هذا النهج تكوين المناطق الزلقة التي يتم التحكم فيها مكانيا ، مما يتيح طارد السوائل المزخرف والتحليل الكمي للانزلاق البيني ، مع تطبيقات في معالجة السوائل وهندسة السطح.

الزخرفة والتطعيم الناجم عن الضوء للأسطح الزلقة على أساس الهياكل النانوية المسامية المطلية بالسيلان

ووضع نهج الطباعة الحجرية micropunching لتوليد صغيرة وأنماط submicron، على القمة، وجدار والأسطح السفلي من ركائز البوليمر. أنها تتغلب على العقبات من الزخرفة إجراء البوليمرات وتوليد أنماط جدار. هذا الأسلوب يسمح تلفيق السريع للميزات متعددة و مجانية والكيمياء العدوانية.

Micropunching الطباعة الحجرية لتوليد الصغرى، وأنماط Submicron، على ركائز بوليمر

نقدم منصة فريدة لوصف السطوح الصلبة في القطب أكسيد خلايا الوقود (SOFCs) التي تسمح الأداء المتزامن لتقنيات توصيف متعددة...

التحقيق ورسم الخرائط أسطح الكهربائي في خلايا الوقود الصلبة أكسيد

استكشف تأثير الأنماط الهجينة القابلة للبلل على نقل الحرارة بالغليان البركي باستخدام أسطوانة نحاسية مجوفة. تُحسّن هذه الطريقة قياس معامل نقل الحرارة وديناميكية الفقاعات بدقة.

تعزيز بركة الغليان نقل الحرارة على أسطواني السطوح مع أنماط قابل للبلل الهجين

استكشف المزيد من الفيديوهات