Des expériences de transfert de chaleur-piscine à point d'ébullition ont été pour observer les effets des modèles hybrides mouillable sur le coefficient de transfert de chaleur (HTC). Les paramètres de recherche sont le nombre d'interlignes et l'orientation du motif de la surface mouillable modifiée.
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Article de méthode
Piscine d'ébullition Amélioration de transfert de chaleur sur des surfaces cylindriques avec des modèles hybrides mouillables
* These authors contributed equally
Dans cet article
Résumé
Résumé
Dans cette étude, des expériences de transfert de chaleur par ébullition en piscine ont été réalisées pour étudier l’effet du nombre d’interlignes et de l’orientation du motif hybride mouillable. Des motifs hybrides mouillables ont été produits en enduisant du SiO2 superhydrophile sur une surface cylindrique en cuivre masquée et hydrophobe. En utilisant de l’eau désionisée (DI) comme fluide de travail, des études de transfert de chaleur par ébullition en piscine ont été menées sur différents cylindres en cuivre traités en surface d’un diamètre de 25 mm et d’une longueur de 40 mm. Les résultats expérimentaux ont montré que le nombre d’interlignes et l’orientation du motif hybride mouillable influençaient la surchauffe de la paroi et le HTC. En augmentant le nombre d’interlignes, le HTC a été amélioré par rapport à la surface lisse. Les images obtenues à partir de la caméra du dispositif à couplage de charge (CCD) ont indiqué qu’un plus grand nombre de bulles se sont formées sur les interlignes par rapport aux autres parties. Le motif hybride mouillable avec la section la plus basse hydrophobe a donné le meilleur coefficient de transfert de chaleur (HTC). Les résultats expérimentaux ont indiqué que la dynamique des bulles de la surface est un facteur important qui détermine l’ébullition du nucléé.
Introduction
Un système de maintien de flux de chaleur élevé fournissant de refroidissement dans la plage de 10 à 10 mai W / cm 2 est requise dans les domaines émergents de l' électronique, de la défense, de l' avionique, et le développement de l' appareil nucléaire. refroidissement classique avec de l'air est insuffisante pour ces applications en raison du faible coefficient de transfert de chaleur (HTC) pour les deux conditions free- et à convection forcée. Les techniques de refroidissement à base de changement de phase, tels que l' ébullition de la piscine et le débit d' ébullition, sont suffisamment bons pour enlever des flux de c....
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Protocole
1. Préparation des surfaces modifiées
- Polir manuellement la pièce de test (cylindre creux en cuivre avec une longueur de 40 mm (L), un diamètre extérieur (d o), et un diamètre intérieur de 18 mm (d i) de 25 mm) pendant 15 min en utilisant un émeri # 2000 papier. Nettoyer la surface polie en le rinçant avec de l'acétone puis de l'eau DI.
- Placer l'éprouvette polie dans un four pendant 2 heures à une température constante de 120 ° C.
- Préparer une solution de nanoparticules superhydrophile SiO 2 en procédant comme suit.
- Préparer la solution A en mélangeant 1: 4....
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Résultats
Expériences de transfert de chaleur extérieure à point d' ébullition ont été réalisées sur une surface cylindrique mouillable hybride à l' aide du dispositif expérimental dont le schéma est représenté sur la figure 5. La procédure expérimentale piscine à point d'ébullition expliqué à l'étape 2 de la section de protocole a été effectuée avec succès tout en étudiant l'effet du nombre de interlignes et de l'orientation du motif mouillable hybride sur.......
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Discussion
L’objectif principal de cette étude était de développer un dissipateur thermique à ébullition en piscine pour les applications à haute dissipation de chaleur, telles que les réacteurs nucléaires, les chaudières et les caloducs, en introduisant la surface mouillable hybride, comme décrit dans la section protocole. Ces surfaces peuvent produire de meilleures performances d’ébullition en piscine que les surfaces mouillables homogènes (hydrophiles et hydrophobes). L’amélioration des performances de transfert de chaleur d’ébu.......
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Déclarations de divulgation
Les auteurs déclarent qu’ils n’ont pas d’intérêts financiers concurrents.
Remerciements
Les auteurs remercient le ministère des Sciences et de la Technologie, MOST (numéros de projet : 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, et MOST 102-2221-E-002 -088 -MY3).
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Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| désionisée | |||
| Nanopoudre de silice, 40 nm | UniRegion Bio-Tech | 60676860 | |
| Éthanol | ECHO Chemical co. Ltd | 64175 | |
| Acide chlorhydrique | SHOWA Chemical co. Ltd. | ||
| Tétraéthoxysilane | SHOWA Chemical co. Ltd. | 78104 | |
| Acétone | UNI-ONWARD CORP. | 67641 | |
| Cartouche chauffante | Chung Shun Chauffage & Instrument Co, Ltd. | ||
| Verre Pyrex ; | Service de verre automobile , Taïwan | ||
| Verre trempé ordinaire | Service de verre automobile , Taïwan | ||
| Pâte thermique | Electrolube | EG-30 ; | |
| Ruban isolant | Chuan Chi Trading Co. Ltd | Kapton Tape | |
| Papier de verre | Chuan Chi Trading Co. Ltd | # 2000 | |
| Four de chauffage | Chung Chuan | Hong Sen HS-101 | |
| Échelles électroniques | A & Cie D Ltd | GX400 | |
| Nettoyeur à ultrasons | Bransonic | Bransonic 3510 | |
| Agitateur magnétique | Ligne jaune | MST D S1 | |
| Enregistreur de données ; | Yokogawa | MX-100 | |
| Caméra CCD | JVC | LY35862-001A | |
| Pâte de silicone | Permatex | 599BR | |
| Alimentation | Gwinstek | GPR-20H50D | |
| Ruban téflon ; | à angle de contact CS170000 | Chuan Chi Trading Co. | |
| Chauffage | Sindatek | modèle 100SB | |
| Thermocouples de type T | Chuan Chi Trading Co. Ltd | ||
| Condenseur à reflux ; | Chuan Chi Trading Co. Ltd | ||
| Plastique professionnel en fibre de verre | , Taïwan |
Références
- Putsch, G. Thermal challenges in the next generation of supercomputers. Proc. CoolCon MEECC Conference. , 1-83 (2005).
- Phan, H. T., Caney, N., Marty, P., Colasson, S., Gavillet, J. Surface wettability control by nanocoating: The effect on pool boiling heat transfer and nucleation mechanism. Int. J. Heat and Mass Transfer. 52, 5459-5471 (2009).
- Barber, J., Brutin, D., Tadrist, L.
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Réimpressions et autorisations
Mots-clés
Motif mouillable hybriderev tement de SiO2 superhydrophilesurface de cuivre cylindriqueanalyse de la dynamique des bullescoefficient de transfert thermiqueimagerie par cam ra CCDeffet de l orientation interlin airepr paration de la solution de nanoparticulesenregistrement par enregistreur de donn es
