experiências de transferência de calor em ebulição piscina foram realizados para observar os efeitos de padrões molháveis híbridos sobre o coeficiente de transferência de calor (HTC). Os parâmetros de investigação são o número de entrelinhas e a orientação do padrão de superfície molhável modificado.
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Artigo de método
Enhancement Pool-ebulição de transferência de calor em cilíndricos Superfícies com padrões molháveis híbridos
* These authors contributed equally
Neste artigo
Resumo
Resumo
Neste estudo, experimentos de transferência de calor de fervura de piscina foram realizados para investigar o efeito do número de interlinhas e a orientação do padrão híbrido molhável. Padrões híbridos molháveis foram produzidos revestindo SiO2 super-hidrofílico em uma superfície de cobre cilíndrica hidrofóbica mascarada. Usando água desionizada (DI) como fluido de trabalho, estudos de transferência de calor de ebulição de piscina foram conduzidos nos diferentes cilindros de cobre tratados na superfície de 25 mm de diâmetro e 40 mm de comprimento. Os resultados experimentais mostraram que o número de entrelinhas e a orientação do padrão híbrido de mesa molhável influenciaram o superaquecimento da parede e o HTC. Ao aumentar o número de interlinhas, o HTC foi aprimorado quando comparado à superfície plana. Imagens obtidas da câmera do dispositivo de carga acoplada (CCD) indicaram que mais bolhas se formaram nas entrelinhas em comparação com outras peças. O padrão híbrido molhável com a seção mais baixa sendo hidrofóbica deu o melhor coeficiente de transferência de calor (HTC). Os resultados experimentais indicaram que a dinâmica de bolhas da superfície é um fator importante que determina a ebulição nucleada.
Introdução
Um sistema de alta calor de fluxo-sustentada proporcionando arrefecimento na gama de 10-10 maio W / cm2 é necessária nos campos emergentes da electrónica, defesa, aviónica, e desenvolvimento de dispositivo nuclear. de arrefecimento convencional com ar é insuficiente para estas aplicações, devido ao coeficiente de transferência de calor baixo (HTC) para ambas as condições Free- e de convecção forçada. As técnicas de arrefecimento à base de mudança de fase, tais como piscina de ebulição e fluxo de ebulição, são suficientemente boas para remover fluxos de calor elevadas da ordem de 10 - 1000 W / cm 2 1. Uma vez qu....
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Protocolo
1. Preparação das superfícies modificadas
- Polir manualmente a peça de teste (cilindro oco de cobre com um comprimento de 40 mm (l), um diâmetro exterior de 25 mm (d o), e um diâmetro interno de 18 mm (d i)) durante 15 min, utilizando um # 2000 esmeril papel. Limpar a superfície polida, enxaguando-se com acetona seguida de água DI.
- Colocar a peça de teste polido numa estufa durante 2 h a uma temperatura constante de 120 ° C.
- Prepara-se uma solução super-hidróf ila nanopartícula SiO2 usando os seguintes passos.
- Preparar a solução A por mistura de 1: 4 proporções molares ....
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Resultados
Experiências de transferência de calor de ponto de ebulição de piscina foram realizados sobre uma superfície cilíndrica molhável híbrido utilizando a disposição experimental cujo esquema está ilustrado na Figura 5. O procedimento experimental de ponto de ebulição piscina explicado no passo 2 da secção protocolo foi realizado com sucesso, para investigar o efeito do número de entrelinhas e da orientação do padrão molhável híbrido no desempenho de ponto de ebulição piscina.......
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Discussão
O principal objetivo desta investigação foi desenvolver um dissipador de calor de ebulição de piscina para aplicações de alta dissipação de calor, como reatores nucleares, caldeiras e tubos de calor, introduzindo a superfície molhável híbrida, conforme descrito na seção de protocolo. Essas superfícies podem produzir melhores desempenhos de fervura de piscina do que superfícies homogêneas molháveis (hidrofílicas e hidrofóbicas). A melhoria no desempenho de transferência de calor em ebulição deve-se a um aumento nos locais.......
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Divulgações
Os autores declaram que não têm interesses financeiros concorrentes.
Agradecimentos
Os autores agradecem o apoio financeiro do Ministério da Ciência e Tecnologia, MOST (números do projeto: 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 e MOST 102-2221-E-002 -088 -MY3).
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| deionizada | |||
| Nanopowder de sílica, 40 nm | UniRegion Bio-Tech | 60676860 | |
| Etanol | ECHO Chemical co. Ltd | 64175 | |
| Ácido clorídrico | SHOWA Chemical co. Ltd. | ||
| Tetraetoxissilano | SHOWA Chemical co. Ltd. | 78104 | |
| Acetona | UNI-ONWARD CORP. | 67641 | |
| Aquecedor de cartucho | Chung Shun Heater & Instrumento Co, Ltd. | ||
| Vidro Pyrex | Serviço de vidro automotivo, Taiwan | ||
| Vidro temperado comum | Serviço de vidro automotivo, Taiwan | ||
| Pasta térmica | Electrolube | EG-30 | |
| Fita de isolamento | Chuan Chi Trading Co. Ltd | Fita Kapton Lixa | |
| Chuan Chi Trading Co. Ltd | # 2000 | ||
| Forno de aquecimento | Chung Chuan | Hong Sen HS-101 | |
| Balanças eletrônicas | A & D co. Ltd | GX400 | |
| Limpador ultrassônico | Bransonic Bransonic | 3510 | |
| Agitador de ímã | Linha amarela | MST D S1 | |
| Registrador de dados | Yokogawa | MX-100 | |
| JVC | LY35862-001A | ||
| Pasta de Silicone | Permatex | 599BR | |
| Fonte de Alimentação | Gwinstek | GPR-20H50D | |
| Fita de Teflon | Chuan Chi Trading Co. Ltd | CS170000 | |
| Goniômetro de Ângulo de Contato | Sindatek | Modelo 100SB | |
| Aquecedor Auxiliar | Chuan Chi Trading Co. Ltd | ||
| Termopares tipo T | Chuan Chi Trading Co. Ltd | ||
| Condensador de Refluxo | Chuan Chi Trading Co. Ltd | ||
| Plásticos profissionais de fibra de vidro | , Taiwan |
Referências
- 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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Reimpressões e permissões
