Name: ברכת רותחים חום-העברת שיפור על גלילי משטחים עם דפוסי רטיבים היברידיים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-04-10T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 32 s
Description: חקור את השפעת דפוסי רטיבות היברידיים על מקדם העברת החום ברתיחה בבריכה. שיטה זו מאפשרת למדוד במדויק את דינמיקת הבועות ולייעל מערכות קירור הנדסיות.

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

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).

1. הכנת המשטחים השתנו <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ידני למרק את חתיכת המבחן (צילינדר נחושת חלול באורך 40 מ&quot;מ (L), בקוטר חיצוני 25 מ&quot;מ (ד טו), לבין בקוטר פנימי 18 מ&quot;מ (i ד)) עבור 15 דקות באמצעות שמיר # 2000 עיתון. נקה את המשטח המלוטש ידי שטיפה עם אצטון ואחריו מי DI. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח את חתיכת מבחן המלוטשת בתנור במשך 2 h בטמפרטורה קבועה של C ° 120. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כן פתרון ננו-חלקיקי סופר-הידרופילי SiO 2 באמצעות השלבים הבאים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כן פתרון על ידי ערבוב 1: 4 יחסים טוחנים של silane tetraethoxy ומי DI. להוסיף 2 טיפות של 37% מרוכזים HCl לפתרון ומערבבים במשך 2 h. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפוך B פתרון על ידי ערבוב של 1: יחס 3 טוחנת של אתנול ומים DI. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים 1 מ&quot;ל של פתרון 80 מ&quot;ל של B פתרון ומערבבים במשך 2 h. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף 32 גרם של חלקיקי 2 SiO (בקוטר 40 ננומטר) אל solu המוכןtion ומערבבים במשך 1 h. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לטבול את חתיכת מבחן בתמיסה מוכנה באמצעות מנגנון ציפוי-לטבול במהירות של 5 מ&quot;מ / דקה. שמור את חתיכת מבחן מצופה בתנור על 120 מעלות צלזיוס למשך 1 שעה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כן 2, 4, ו 8 דפוסים היברידיים interlined עם נטיות שונות לאורך הכיוון הצירי (כפי שמוצג באיור 1) באמצעות השלבים הבאים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להסוות את האזור להיות ללא ציפוי באמצעות סרט בידוד בהתאם למספר הנדרש של interlines עם הכיוון הנכון (עבור השטח 2-לבטן לבעלי נטייה 0 °, להתאים interlines במרכז ואזור הסופר-הידרופילי (אזור המיועד לציפוי) על בצד העליון. מצד שני, עבור האוריינטציה 90 °, להתאים לבטן אחד בראש אחר בתחתית ועל הכיוון 180 מעלות, לכוון אזור הסופר-הידרופילי בתחתית ואת interlines במרכז. בדומה לכך, להתאים את עמדה של משטחי interlined 4, 8 עם o השונהrientation כפי שמוצג באיור 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לטבול את חתיכת מבחן הרעולה פנים בתמיסה המוכנה באמצעות מנגנון ציפוי לטבול, לטבול בכל מהירות עליית טבילה גבוהה בכל מהירות איטית של 5 מ&quot;מ / דקה. שמור את חתיכת מבחן מצופה בתנור על 120 מעלות צלזיוס למשך 1 שעה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את סרט הבידוד מהאזור הרעול הפנים כדי להשיג את המספר הדרוש של interlines עם הכיוון הנכון. </li></ol></li></ol><img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/55387/55387fig1.jpg" /> איור 1. מבחר משטחי Interlined שונים. (א) סכמטי של משטחי interlined שונים עם נטיות שונות. יחס השטח של משטח נחושת רגיל משטח סופר-הידרופילי הוא 1: 1 בכל התנאי. (ב) אורינטציה קריטריונים לבחירה. (ג) צפה איזומטרי של משטח ° זווית אוריינטציה 2 לבטן 0. אורינטציה נבחרה הזווית בין קו הבסיס והציפוימרכז קו של דפוס הידרופילי הראשון מהצד העליון וזה נמדד בכיוון השעון. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55387/55387fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> 2. נוהל ניסיוני <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות סרט בידוד, לתקן צינור זכוכית אחד בכל בסיס עגול של חתיכת מבחן מצופה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אופקי לתקן הרכבה זו לתא 140- 140- x x 160 מ&quot;מ (כפי שמוצג באיור 2) באמצעות הדבק סיליקון פי למצב הרצוי של interlines. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים בקוטר 550-W, 18 מ&quot;מ, ו 40 מחמם מחסנית-ארוך מ&quot;מ עם שכבה דקה של ממרח תרמית על האזור ההיקפי לתוך החור של חתיכת מבחן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חברו את דוד מחסנית כדי זרם ישיר (DC) יחידת אספקת החשמל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צמדי T-סוג מקום לתוך 8 חורי 1 המ&quot;מ-ברווחים שווים, עם מעמקים חלופיים של 5 מ&quot;מ ו 7 מ&quot;מ כפי שמוצגים באיור3 ולחבר אותם אל לוגר נתונים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס ולתקן גלאי טמפרטורה התנגדות (RTD), מעבה ריפלוקס, וכן דוד עזר בתוך המשבצות על המכסה העליון. תקן אותם מעל התא הרותח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מלאו 1400 מ&quot;ל מים DI לתוך תא-רותחים הבריכה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חברו את מעבה ריפלוקס כדי בתא הקירור שמתוחזק על C ° 5. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני הניסוי, במרץ להרתיח את המים DI בתא-רותחים הבריכה למשך 30 דקות באמצעות מחמם עזר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שמור על מי DI על מצב הרתיחה הרוויה באמצעות מחמם העזר. לאחר מכן, לעבור על אספקת החשמל ולתת זרם ראשוני של 0.1 A. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מתן 2 דקות כדי להגיע למצב יציב. ואז, להגביר את הזרם החשמלי בקפיצות של 0.3 A. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רשום את הטמפרטורה בכל קלט כוח באמצעות לוגר נתונים. משך הניסוי עד זרם מרבי של 4 א &#39;הגיע. בינתיים, להקליט את F דינמיקת הבועה<html> או כל קלט כוח באמצעות מצלמת CCD להציב מול התא רותח-הברכה, אשר התמקדה חתיכת המבחן. </li></ol><img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/55387/55387fig2.jpg" /> איור 2. סכמטי של לשכת ברכה הרותחת. צינורות זכוכית מחוברים משני צידי גליל הנחושת החלול עם רסק סיליקון. זו תוקנה לתא רותחים הבריכה עם רסק סיליקון. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55387/55387fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/55387/55387fig3.jpg" /> איור 3. תרמי מיצוב. 8 צמדים ממוקמים בתוך החורים בקוטר 1 מ&quot;מ circumferentially במקום מבחן האחר חלק בקוטר של 20 מ&quot;מ. מצולות חורים בקוטר 1 מ&quot;מ חלופי שתוקנו ב 5 מ&quot;מ ו 7 מ&quot;מ בהתאמה./files/ftp_upload/55387/55387fig3large.jpg&quot; target = &#39;_ blank&#39;&gt; אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו. 3. הפחתת נתונים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חשב את קלט חום (Q) באמצעות המשוואה הבאה 19 Q = אני V (1) הערה: אני ו- V הוא נוכחי קלט אמפר והמתח בוולטים, בהתאמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הערך את איבוד חום (הפסד Q) משני משטחי הצד באמצעות הנוסחה 19: <img alt="משוואה 2" src="/files/ftp_upload/55387/55387eq2.jpg" /> (2) הערה: K הוא מוליכות תרמית של נחושת; T 7 מ&quot;מ ו- T 5 מ&quot;מימ הם הערכים הממוצעים של הטמפרטורה בעומקים של 7 מ&quot;מ ו 5 מ&quot;מ, בהתאמה; Δx (2 מ&quot;מ) הוא ההבדל בין המעמקים; ו <img alt="2B משוואה" src="/files/ftp_upload/55387/55387eq2b.jpg" /> הוא חתך באזור של p המבחן<html> iece. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קבע את שטף חום (q &quot;&quot;) באמצעות הנוסחה הבאה 19: <img alt="משוואה 3" src="/files/ftp_upload/55387/55387eq3.jpg" /> (3) הערה: A = π ד o L הוא האזור ההיקפי של חתיכת מבחן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חשבתי את superheat הקיר (באמצעות המשוואה הבאה 19: <img alt="משוואה 4" src="/files/ftp_upload/55387/55387eq4.jpg" /> (4) הערה: m T הוא הממוצע של מ&quot;מ T 7 ו- T 5 מ&quot;מ, הוא אורך הקטע מבחן, R o (12.5 מ&quot;מ) הרדיוס החיצוני של היצירה הבדיקה, r m (10 מ&quot;מ) רדיוס חתיכת מבחן בבית מדידת חורים, ו- T ישב היא הטמפרטורה הרוויה של מי DI כפי שמוצג באיור 4. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חשב את HTC (α) באמצעות הנוסחה הבאה 19: pload / 55,387 / 55387eq5.jpg&quot;/&gt; (5) </li></ol><img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/55387/55387fig4.jpg" /> סכמטי באיור 4. ניתוח טמפרטורה סטריט. הטמפרטורה וול מחושב לפי הטמפרטורה הממוצעת הנמדדת והתנגדות תרמית גלילי ידוע. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55387/55387fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</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>

המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.

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...

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 יכול להתבטל. עם זאת, הפרמטר המגביל העיקרי רותח-העברת חום הוא שטף החום הקריטי (CHF), אשר גורם לעלייה חריגה בטמפרטורה 2 </sup&gt;. בעשורים האחרונים, מחקר מקיף בוצע כדי לשפר את CHF באמצעות שינוי פני שטח, nanofluids, וציפויי משטח 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11. בין השיטות השונות, ציפויי שטח נמצאים להיות השיטה הטובה ביותר לשפר את CHF בשל הגידול הניכר פני השטח. ציפוי וציור בדרך כלל להגדיל את העברת החום על ידי פעולת סנפיר, תופעות נקבוביות, משטח יכולת רטיבות 12. יכולת רטיבות משטח משחק תפקיד משמעותי רותחים-העברת חום. מחקרים קודמים הראו כי בתנאים חומים-שטף תחתונים, את המשטח ההידרופובי מציג HTC טוב יותר בשל ההתגרענות מוקדם. עם זאת, בשטף חום גבוה, הניתוק של הבועות הנוצרות איטי בשל הזיקה הנמוכה של מים לכיוון המשטח. זה מוביל לגיבוש בועת התוצאה הוא נמוך 3 CHF. מצד השני, משטח הידרופילי מייצר CHF גבוה, בגלל הניתוק המהיר של בועות הנוצרות, אבל זה נותן HTC נמוך ב ונתיבים חומים נמוכים, בשל עיכוב התגרענות בועת 13. המבנים ההיברידיים להראות שיפור מדהים רותח חומה-העברה ולתמיד והנתיבים החומים בשל ההשפעה המשולבת של הידרופוביות hydrophilicity 14, 15, 16. הסו ואח. משטח רטיבים הטרוגנית המיוצר על ידי ציפוי סופר-הידרופילי Si חלקיקים על משטח נחושת רעול פנים. הם השיגו יחסי יכולת רטיבות שונים על ידי שינוי זמן הציפוי. תחילתה של רתיחה התרחשה מוקדם יותר על משטחים הטרוגנית בהשוואה hמשטח omogeneous, אשר הקטין את הקיר באופן משמעותי superheat 17. ג&#39;ו ואח. מחקרים שנערכו רותחים חומים-העברת nucleate על משטחי הרטבה הידרופילי, הידרופובי, ו הטרוגנית. משטח ההרטבה הטרוגנית שהורכב נקודות בדוגמת הידרופובי על המשטח הידרופילי. הם קיבלו HTCs גבוה ואותו פרנק שוויצרי עבור פני השטח הטרוגנית לעומת משטח הידרופילי. שיפור רותח-העברת חום תלוי ישירות על מספר הנקודות על פני השטח ועל תנאי הרתיחה 18. במחקר זה, דפוסי רטיבים היברידיים ציריים יוצרו על משטח נחושת גלילי באמצעות טכניקת ציפוי לטבול. ברכה-רותח מחקרים חומים-העברה נערכה על מנת לקבוע את ההשפעות של המספר interlines ושל הכיוון של דפוס רטיבים ההיברידי. שטף חום רתיחה, HTC, ודינמיקת בועה נותחו על מצעים מצופים מכל ואנחנומחדש לעומת המצע נחושת.

<table><tbody><tr>מים <td></td><td></td><td></td><td>נטולי יונים</td></tr><tr><td>ננו אבקת סיליקה, 40 ננומטר</td><td>UniRegion Bio-Tech</td><td>60676860</td><td></td></tr><tr><td>אתנול</td><td>ECHO כימיקלים בע"מ</td><td>64175</td><td></td></tr><tr><td>חומצה הידרוכלורית</td><td>SHOWA כימית בע"מ</td><td></td><td></td>7647010</tr><tr><td>Tetraethoxysilane</td><td>SHOWA כימיקלים בע"מ</td><td>78104</td><td></td></tr><tr><td>אצטון</td><td>UNI-ONWARD CORP.</td><td>67641</td><td></td></tr><tr><td>מחמם מחסניות מחמם</td><td>צ'ונג שון & אינסטרומנט בע"מ</td><td></td><td></td></tr><tr><td>זכוכית פיירקס&nbsp;</td><td>שירות זכוכית לרכב, טייוואן</td><td></td><td></td></tr><tr><td>זכוכית קשוחה רגילה</td><td>שירות זכוכית לרכב, משחה תרמית טייוואן</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>אלקטרו-סיכה</td><td>EG-30&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>סרט בידוד</td><td>צ'ואן צ'י מסחר ושות' בע"מ</td><td>קפטון קלטת</td><td></td></tr><tr><td>נייר זכוכית</td><td>צ'ואן צ'י מסחר ושות' בע"מ</td> <td>#2000</td><td></td></tr><tr><td>תנור חימום</td><td>צ'ונג צ'ואן</td><td>הונג סן HS-101</td><td></td></tr><tr><td>מאזניים אלקטרוניים</td><td>A& D co. בע"מ</td><td>GX400</td><td></td></tr><tr><td>אולטרסאונד מנקה</td><td>Bransonic</td><td>Bransonic 3510</td><td></td></tr><tr><td>מגנט בוחש</td><td>קו צהוב</td><td>MST D S1</td><td></td></tr><tr><td>לוגר נתונים&nbsp;</td><td>מצלמת יוקוגאווה</td><td>MX-100</td><td></td></tr><tr><td>CCD</td><td>JVC</td><td>LY35862-001A</td><td></td></tr><tr><td>משחת סיליקון</td><td>Permatex</td><td>599BR</td><td></td></tr><tr><td>ספק כוח</td><td>Gwinstek</td><td>GPR-20H50D</td><td></td></tr><tr><td>קלטת טפלון&nbsp;</td><td>צ'ואן צ'י מסחר ושות' בע"מ</td><td>CS170000</td><td></td></tr><tr><td>זווית מגע גוניומטר</td><td>Sindatek</td><td>דגם 100SB</td><td></td></tr><tr><td>מחמם עזר</td><td>צ'ואן צ'י מסחר ושות' בע"מ</td><td></td><td></td></tr><tr><td>צמדים תרמיים מסוג T</td><td>צ'ואן צ'י מסחר ושות' בע"מ</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ריפלוקס מעבה&nbsp;</td><td>צ'ואן צ'י מסחר ושות' בע"מ</td><td></td><td></td></tr><tr><td>פלסטיק מקצועי סיבי זכוכית</td>, <td>טייוואן</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

ברכת רותחים חום-העברת שיפור על גלילי משטחים עם דפוסי רטיבים היברידיים

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

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.

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. <p class="jove_cont...

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.

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

המטרה הכוללת של ניסוי זה היא לבחון את ההשפעה של מספרם ושל אוריינטצייתם של תבניות רטבתיות ציריות על מעבר חום ברתיחת בריכה (pool-boiling). שיטה זו יכולה לסייע במתן מענה לשאלות מפתח בתחום של מעבר חום ברתיחת בריכה, כגון השפעת שונות היברידית על מקדם מעבר החום ברתיחה ועל דינמיקת בועות. היתרון המרכזי של טכניקה זו הוא היכולת למדוד במדויק את מקדם מעבר החום ברתיחת בריכה ואת דינמיקת הבועות של פני שטח רטבתיים היברידיים.לפתיחה, יש ללטש ידנית גליל נחושת חלול במשך 15 דקות באמצעות נייר לטש מספר 2,000. נקה את המשטח המלוטש על ידי שטיפה באצטון ולאחר מכן במים דאיוניים. הנח את דגם הבדיקה המלוטש בתנור למשך שעתיים בטמפרטורה קבועה של 120 °C.להכנת תמיסת ננו-חלקיקים של סיליקון דיאוקסיד הידרופילית-על, הכין תחילה את תמיסה A על ידי ערבוב של tetraethoxy silane ומים דה-יוניים. לאחר מכן, הוסף שתי טיפות של HCl מרוכז 37% לתמיסה A וערבב במשך שעתיים. לאחר מכן, הכן את תמיסה B על ידי ערבוב של אתנול ומים דה-יוניים.לאחר מכן, ערבבו 1 mL מתמיסה A ו-80 mL מתמיסה B וערבבו במשך שעתיים. הוסיפו 32 g של ננו-חלקיקי silicon dioxide לתמיסה שהוכנה וערבבו למשך שעה אחת לפני טבילת דגם הבדיקה כפי שמתואר בפרוטוקול הטקסט. לאחר מכן, הכינו שני תבניות היברידיות משובצות בעלות אוריינטציות שונות לאורך הכיוון האקסיאלי של דגם הבדיקה, על ידי מיסוך האזור שאינו אמור להיות מצופה באמצעות סרט בידוד, בהתאם למספר השובצים הנדרש ובאוריינטציה המתאימה.עבור שני המשטחים עם הקווים המקבילים (interlined) באוריינטציה של 0 מעלות, התאימו את הקווים המקבילים במרכז ואת האזור הסופר-הידרופילי בצד העליון. לעומת זאת, עבור אוריינטציה של 180 מעלות, התאימו את האזור הסופר-הידרופילי בתחתית ואת הקווים המקבילים במרכז. התאימו באופן דומה את המיקום של ארבעה ושמונה משטחים עם קווים מקבילים באוריינטציות השונות.בשלב הבא, טבלו את פיסת הבדיקה הממוסכת בתמיסה שהוכנה באמצעות מכשיר לציפוי בטבילה (dip coating apparatus) במהירות טבילה גבוהה, והעלו אותה במהירות איטית של five millimeters per minute. השאירו את פיסת הבדיקה המצופה בתנור בטמפרטורה של 120 degrees למשך שעה אחת. לבסוף, הסירו את סרט הבידוד מהאזור הממוסך כדי לקבל את מספר קווי הבין הנדרשים בכיוון הנכון.בעזרת סרט בידוד, קבעו צינור זכוכית אחד בכל בסיס מעגלי של דגם הבדיקה המצופה. קבעו מכלול זה באופן אופקי לתא באמצעות משחת סיליקון, בהתאם למיקום הנדרש של קווי הביניים. הכניסו אל תוך החור של דגם הבדיקה מחמם מחסית (cartridge heater) עם שכבה דקה של משחה תרמית על השטח ההיקפי.חבר את מחמם המחסנית (cartridge heater) לספק כוח של זרם ישר. הכנס תרמוקפלים מסוג T לשמונה החורים בקוטר 1 mm המרוחקים ביניהם באופן שווה, בעומקים לסירוגין של 5 mm ו-7 mm. לאחר מכן, חבר אותם לדוגר הנתונים (data logger).הכנסו וקבעו גלאי טמפרטורה התנגדותיים, קונדנסור רפלקס ומחמם עזר בחריצים המיועדים לכך במכסה העליון. קבעו אותם מעל תא הרתיחה. לאחר מכן, מלאו 1.4 liters של מים דה-יוניים בתא רתיחת הבריכה.חבר את קונדנסור הריפלקס לתא קירור השומר על טמפרטורה של 5 °C. לפני תחילת הניסוי, הרתח בעוצמה את המים הדאיוניים בתא הרתיחה (pool-boiling chamber) למשך 30 דקות באמצעות המחמם העזר. שמור על המים הדאיוניים במצב רתיחה רוויה באמצעות המחמם העזר.לאחר מכן, הפעל את ספק הכוח והגדר זרם ראשוני של 0.1 amps. במקביל, רשום את דינמיקת הבועות עבור כל קלט הספק באמצעות מצלמת CCD הממוקמת מול תא הרתיחה בבריכה וממוקדת בפיסת הבדיקה. לאחר המתנה של שתי דקות להגעה למצב יציב, הגדל את הזרם החשמלי במרווחים של 0.3 amps.יש להקליט את הטמפרטורה בכל הספק כניסה באמצעות רשם הנתונים (data logger). יש להמשיך בניסוי עד להגעה לזרם מקסימלי של 4 amps. לבסוף, יש לבצע צמצום נתונים (Data Reduction) כפי שמתואר בפרוטוקול הטקסט.מוצגים כאן ביצועי רתיחה בבריכה (pool-boiling) של משטח נחושת חלק, משטח סופר-הידרופילי מלא, ומשטחים היברידיים עם מספרים שונים של קווי ביניים (interlines) באוריינטציה של אפס מעלות. מוצגת ההשפעה של משטחים שונים על עקומות רתיחה בבריכה, וכן השינוי במקדם מעבר החום, או HTC, ביחס לשטף החום. משטחים עם שמונה קווי ביניים מראים HTC טוב יותר בהשוואה למשטחים אחרים עבור שטף חום מסוים, בעוד שלמשטחים עם שניים וארבעה קווי ביניים יש HTC כמעט זהה.מוצגת ההשפעה של an orientation על עקומות רתיחה בבריכה (pool-boiling curves) של שני משטחים היברידיים משובצים, ארבעה משטחים היברידיים משובצים ושמונה משטחים היברידיים משובצים. הסטייה שמאלה בעקומות הרתיחה בבריכה מתקבלת עבור שני המשטחים המשובצים ב-0 מעלות, ארבעת המשטחים המשובצים ב-90 מעלות ושמונת המשטחים המשובצים ב-45 מעלות. כמו כן, מוצגת השפעת ה-orientation על מקדם מעבר החום עבור שני משטחים היברידיים משובצים, ארבעה משטחים היברידיים משובצים ושמונה משטחים היברידיים משובצים.ערכי ה-HTC של שני המשטחים המשובצים ב-0 מעלות, ארבעת המשטחים המשובצים ב-90 מעלות ושמונת המשטחים המשובצים ב-45 מעלות הם הגבוהים ביותר. לאחר השליטה בטכניקה זו, ניתן לבצעה בדרכים שונות אם היא מבוצעת כראוי. לצורך לימוד נוהל זה, ניתן לבצע ניתוח של מקדם מעבר החום ברתיחה בבריכה (pool-boiling) ושל דינמיקת בועות כדי לבחון את השפעת השונות ההיברידית על הרתיחה בבריכה.זכרו כי עבודה עם ננו-חלקיקים וכימיקלים עלולה להיות מסוכנת, ויש לנקוט תמיד באמצעי זהירות, כגון חבישת מסכות וענידת כפפות, בעת ביצוע פרוצדורה זו.

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

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

מתוארים שני מכשירים ניסיוניים לבחינת פגיעה בסילון נוזלי על משטח נע במהירות גבוהה: מכשיר תותח אוויר והתקן דיסק מסתובב. המכשירים משמשים לקביעת גישות אופטימליות ליישום משנה חיכוך נוזלי (LFM) על פסי רכבת לבקרת חיכוך על גבי המסילה.

ויזואליזציה של High Speed ​​Liquid Jet Impaction על משטח העברה

כאן, אנו מציגים פרוטוקול כדי להדגים את הדור של קרח, כאשר מתערבים מים באמבט צונן של מי מלח, כמו קירור משני, בטווח של בטמפרטורות מתחת לנקודת הקיפאון של מים. זה יכול לשמש כדרך חלופית לייצר קרח לתעשייה.

דור קרח ואת מעבר החום ומסת התופעות של מי היכרות על אמבט קר של בריין

כתב יד זה מתאר שיטות שמטרתה מדידת מקדמי העברה מקומית נקודתית חום הולכת חום בתוך זרם צינור בודד או שני שלבים. גם מוצגת שיטה אופטי פשוטה כדי לקבוע את האורך ואת את מהירות התפשטות של בועת אוויר מוארך (טיילור) נע במהירות קבועה.

מדידות של העברת החום הולכת חום מקומי מיידי בתוך צינור - יחיד, דו-שלבית זרימה

כאן, אנו מציגים שיטה ניסיונית עבור decoupling כוח קוריוליס בתלות ואפקטים ציפה סיבוב על העברת חום מלא-שדה הפצות ערוץ מסתובב.

כוח קוריוליס uncoupling ואפקטים ציפה מסתובב על שדה מלא חום להעביר את המאפיינים של ערוץ מסתובב

פרוטוקול פשוט מסופק להרכבת מבנים hemiwicking של גדלים, צורות וחומרים שונים. הפרוטוקול משתמשת בשילוב של החתמת הפיזי, PDMS צורניים, שינויים משטח דק באמצעות חומרים התצהיר טכניקות נפוצות.

חותמת מדרגי והדפסת פבריקציה נוספת של Hemiwicking משטחים

מאמר זה מתאר כיצד ניתן ליצור שלושה משטרי מערבולות מים שונים במשפך שאוברגר היפרבולי, המאפיינים החשובים ביותר שלהם, וכיצד ניתן לחשב פרמטרים קשורים כגון קצבי העברת חמצן.

הכנת מערבולות מים היפרבוליות חופשיות

אנו מציגים שיטה להחלת סימונים ודפוסים קבועים על משטחי סיליקון על ידי הדבקת חלקיקים עדינים למשטח. הסימונים יכולים להיות עיצוב מוכר או דפוס כתמים אקראי כמו אלה המשמשים במתאם תמונה דיגיטלית.

החלת תבניות שבלונה קבועות וחזקות של חלקיקים עדינים על משטחים אלסטומריים

פרוטוקול זה מציג שיטה המושרה על ידי אור לייצור מבנים תלת מימדיים חלקלקים באמצעות דפוס דיגיטלי עוקב והשתלה על משטחים ננו-נקבוביים מצופים סילאן. גישה זו מאפשרת היווצרות מבוקרת מרחבית של אזורים חלקלקים, המאפשרת דחיית נוזלים דפוסית וניתוח כמותי של החלקה בין-פנים, עם יישומים במניפולציה של נוזלים והנדסת פני השטח.

דפוס והשתלה מושרי אור למשטחים חלקלקים המבוססים על מבנים ננו-נקבוביים מצופים סילאן

הגישה ליתוגרפיה micropunching מפותח כדי ליצור מיקרו submicron דפוסי למעלה, דפנות ומשטחים התחתון של פולימר מצעים. הוא מתגבר על המכשולים של דפוסים מנהלת פולימרים ויצירת דפוסי דפנות. שיטה זו מאפשרת ייצור מהיר של תכונות מרובות ללא כימיה אגרסיבי.

Micropunching ליתוגרפיה לייצור מיקרו submicron דפוסי פולימר על מצעים

אנו מציגים פלטפורמה ייחודית לאפיון משטחי האלקטרודה בתאי דלק תחמוצת מוצקים (SOFCs) המאפשרת ביצוע סימולטני של שיטות אפיון מרובות...

חיטוט ומיפוי משטחי אלקטרודה דלק תאי תחמוצת מוצקות

חקור את השפעת דפוסי רטיבות היברידיים על מקדם העברת החום ברתיחה בבריכה. שיטה זו מאפשרת למדוד במדויק את דינמיקת הבועות ולייעל מערכות קירור הנדסיות.

ברכת רותחים חום-העברת שיפור על גלילי משטחים עם דפוסי רטיבים היברידיים

גלה סרטונים נוספים