بررسی تجربی تأثیر سطح شیاردار و میدان مغناطیسی بر جوشش استخری نانوسیال گاما-اکسیدآهن/ آب

Abstract

جوشش استخری کاربردهای فراوانی در فرایندهای صنعتی دارد. استفاده از نانوذرات، گسترش سطح گرمکن و اعمال میدان مغناطیسی از عوامل مهم و مؤثر بر انتقال حرارت جوشش است. در این مقاله، جوشش استخری آب دیونیزه و نانوسیال مغناطیسی گاما- اکسیدآهن / آب در فشار یک اتمسفر بر روی سطح مسی صاف و شیاردار در حضور و عدم حضور میدان مغناطیسی به طور تجربی بررسی شده است. برای تأیید صحت نتایج، آزمایش آب دیونیزه در سه روز متفاوت انجام شد که تطابق خوبی با روابط مرجع داشت. نانوسیال به صورت یک مرحله‌ای ساخته شده و از پایداری بالایی برخوردار است. نتایج نشان داده که ضریب انتقال حرارت جوشش آب دیونیزه در سطح شیاردار دایره‌ای و مستطیلی افزایش و در مثلثی کاهش نسبت به سطح صاف داشته است. ضریب انتقال حرارت جوشش نانوسیال به طور متوسط در سطح شیاردار دایره‌ای 24 درصد افزایش و در مستطیلی و مثلثی به ترتیب 8 و 37 درصد کاهش نسبت به سطح صاف داشته است. وجود گوشه‌ها و کاهش ترشوندگی در دیواره عمودی در شیار مستطیلی و مثلثی و سرخوردن حباب‌ها باعث افزایش مقاومت حرارتی نسبت به شیار دایره‌ای می‌شود. برای ایجاد میدان مغناطیسی از دو آهنربای تخت دائم در دو طرف مخزن جوشش استفاده شده است. با اعمال میدان مغناطیسی با گرادیان منفی، ضریب انتقال حرارت جوشش نانوسیال در شارهای پایین در سطح شیاردار دایره‌ای و مستطیلی افزایش و در مثلثی کاهش یافته است. نیروی مغناطیسی رو به بالا باعث کاهش قطر حباب‌های تشکیل شده می‌شود، اما نوع شیار نیز بر نتیجه اثرگذار است.