ברכה-רותחים חומים-העברת ניסויים בוצעו כדי לבחון את ההשפעות של דפוסי רטיבים היברידיים על מקדם העברת חום (HTC). הפרמטרים של חקירה הם מספר interlines ואת נטיית הדפוס של משטח רטיבים השונה.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
ברכת רותחים חום-העברת שיפור על גלילי משטחים עם דפוסי רטיבים היברידיים
* These authors contributed equally
במאמר זה
סיכום
תקציר
במחקר זה, בוצעו ניסויי העברת חום בבריכה כדי לחקור את ההשפעה של מספר קווי הביניים והכיוון של דפוס ההרטבה ההיברידי. דפוסי הרטבה היברידיים הופקו על ידי ציפוי SiO2 סופר-הידרופילי על משטח נחושת גלילי, הידרופובי. תוך שימוש במים דה-יונים (DI) כנוזל העבודה, נערכו מחקרי העברת חום רותחים בבריכה על גלילי נחושת שונים שטופלו על פני השטח בקוטר 25 מ"מ ובאורך 40 מ"מ. תוצאות הניסוי הראו שמספר קווי הביניים והכיוון של דפוס ההרטבה ההיברידי השפיעו על חימום הקיר ועל ה-HTC. על ידי הגדלת מספר הקווים, ה-HTC שופר בהשוואה למשטח הרגיל. תמונות שהתקבלו ממצלמת מכשיר מצמד המטען (CCD) הצביעו על כך שנוצרו יותר בועות על קווי הביניים בהשוואה לחלקים אחרים. דפוס ההרטבה ההיברידי כאשר החלק התחתון ביותר הוא הידרופובי נתן את מקדם העברת החום הטוב ביותר (HTC). תוצאות הניסוי הצביעו על כך שדינמיקת הבועות של פני השטח היא גורם חשוב הקובע את רתיחת הגרעין.
מבוא
אש גבוהה שטף מזין מערכת אספקת קירור בטווח של 10-10 5 W / סנטימטר 2 נדרש בתחומי המתעוררים של אלקטרוניקה, הגנה, אוויוניקה, ופיתוח מתקן גרעיני. קירור קונבנציונלי עם אוויר אינו מספיק עבור יישומים אלה בשל מקדם תרמי הנמוך (HTC) עבור שני תנאים חופשיים ואלצה-הסעה. טכניקות קירור השלב מבוסס השינוי, כגון רתיחת ברכה וזרימה רותחת, הם טובות מספיק כדי להסיר ונתיבים חומים גבוהים על סדר 10 - 1000 W / הסנטימטר 2 1. מאחר שתהליך שני שלבים-העברת חום הוא בידוד תרמי, טמפרטורת המכשיר המקוררת היא כמעט קבועה על פני השטח שלה. בשל הווריאציה הזניחה של הטמפרטורה על פני השטח, את ההלם התרמי של המכשיר יכ....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
1. הכנת המשטחים השתנו
- ידני למרק את חתיכת המבחן (צילינדר נחושת חלול באורך 40 מ"מ (L), בקוטר חיצוני 25 מ"מ (ד טו), לבין בקוטר פנימי 18 מ"מ (i ד)) עבור 15 דקות באמצעות שמיר # 2000 עיתון. נקה את המשטח המלוטש ידי שטיפה עם אצטון ואחריו מי DI.
- מניח את חתיכת מבחן המלוטשת בתנור במשך 2 h בטמפרטורה קבועה של C ° 120.
- כן פתרון ננו-חלקיקי סופר-הידרופילי SiO 2 באמצעות השלבים הבאים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
ברכה-רותחים חומים-העברת ניסויים נערכו על משטח גלילי היברידי רטיבים באמצעות הגדרת ניסוי סכמטי אשר מוצג באיור 5. ההליך הניסיוני-רותח הברכה הסביר בשלב 2 של הסעיף בפרוטוקול בוצע בהצלחה בזמן שהוא חוקר את ההשפעה של המספר interlines ושל הכיוון של הדפוס ההיברידי רטיבים על הביצועים רותחים-ברכה. ההופעות רותחות הברכה של המשטחים השונים שטופל היו מיוצגות במונחים של גרפים: שטף החום מול superheat הקיר ואת HTC מול שטף החום.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
המטרה העיקרית של מחקר זה הייתה לפתח גוף קירור רותח לבריכה עבור יישומי פיזור חום גבוה, כגון כורים גרעיניים, דוודים וצינורות חום, על ידי הכנסת המשטח ההיברידי הרטוב, כמתואר בסעיף הפרוטוקול. משטחים אלה יכולים לייצר ביצועי הרתחת בריכה טובים יותר מאשר משטחים הומוגניים הניתנים להרטבה (הידרופיליים והידרופוביים). השיפור בביצועי העברת החום הרותח נובע מעלייה באתרי גרעין פעילים וניתוק קל של הבועות שנוצרו מפני השטח. במחקר זה, שקלנו את ההשפעות של מספר קווי הביניים והכיוון של דפוסי הרטיבות ההיברידיים על ביצועי הרתיחה בבריכה. המספר המרב.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.
תודות
המחברים מודים בתודה על תמיכת המימון ממשרד המדע והטכנולוגיה, MOST (מספרי הפרויקטים: 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, ו-MOST 102-2221-E-002 -088 -MY3).
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| נטולי יונים | |||
| ננו אבקת סיליקה, 40 ננומטר | UniRegion Bio-Tech | 60676860 | |
| אתנול | ECHO כימיקלים בע"מ | 64175 | |
| חומצה הידרוכלורית | SHOWA כימית בע"מ | ||
| Tetraethoxysilane | SHOWA כימיקלים בע"מ | 78104 | |
| אצטון | UNI-ONWARD CORP. | 67641 | |
| מחמם מחסניות מחמם | צ'ונג שון & אינסטרומנט בע"מ | ||
| זכוכית פיירקס | שירות זכוכית לרכב, טייוואן | ||
| זכוכית קשוחה רגילה | שירות זכוכית לרכב, משחה תרמית טייוואן | ||
| אלקטרו-סיכה | EG-30 | ||
| סרט בידוד | צ'ואן צ'י מסחר ושות' בע"מ | קפטון קלטת | |
| נייר זכוכית | צ'ואן צ'י מסחר ושות' בע"מ | #2000 | |
| תנור חימום | צ'ונג צ'ואן | הונג סן HS-101 | |
| מאזניים אלקטרוניים | A& D co. בע"מ | GX400 | |
| אולטרסאונד מנקה | Bransonic | Bransonic 3510 | |
| מגנט בוחש | קו צהוב | MST D S1 | |
| לוגר נתונים | מצלמת יוקוגאווה | MX-100 | |
| CCD | JVC | LY35862-001A | |
| משחת סיליקון | Permatex | 599BR | |
| ספק כוח | Gwinstek | GPR-20H50D | |
| קלטת טפלון | צ'ואן צ'י מסחר ושות' בע"מ | CS170000 | |
| זווית מגע גוניומטר | Sindatek | דגם 100SB | |
| מחמם עזר | צ'ואן צ'י מסחר ושות' בע"מ | ||
| צמדים תרמיים מסוג T | צ'ואן צ'י מסחר ושות' בע"מ | ||
| ריפלוקס מעבה | צ'ואן צ'י מסחר ושות' בע"מ | ||
| פלסטיק מקצועי סיבי זכוכית | טייוואן |
מקורות
- 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.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
