بررسی اثرات آب گریزی سطح بر انتقال حرارت کانال های فرا آب گریز

وجود میکروساختارهای آب گریز حاوی بسته های هوایی در داخل میکروکانال ها، اگرچه میزان افت فشار را در داخل کانال کاهش می دهند ولی بدلیل پایین بودن هدایت حرارتی هوا، عملکرد حرارتی کانال را مختل می کند. در تحقیق حاضر ساختار جدیدی برای یک میکروکانال حاوی میکروساختارهای آب گریز پیشنهاد شده است، به طوری که ساختارهای سطحی در یک طرف کانال بوده و انتقال حرارت از سمتی از کانال صورت می پذیرد که دارای این میکروساختارها نباشد. نتایج تحقیق نشان می دهد که در مقایسه با کانال صاف میزان عدد ناسلت به مقدار اندکی بر روی دیواره حاوی انتقال حرارت کاهش پیدا کرده است. با این حال ضریب عملکرد کانال که توامان اثرات حرارتی و هیدرودینامیکی را در نظر می گیرد برای میکروکانال جدید افزایش پیدا کرده است، بطوریکه ضریب عملکرد به ازای اعداد رینولدز ۱۴۰ تا ۵۳۵ و به ازای شرایط مرزی دمای دیواره ثابت و شار ثابت، بزرگتر از ۱ می باشد. همچنین، در این تحقیق یک حالت حدی که در آن حرارت دیواره بالایی به طور کامل به سیال داخل میکروکانال نفوذ کرده باشد، مورد بررسی قرار گرفته است. در این حالت فرض شده است که کل سیال داخل کانال به شکل هم دما با دیواره بالایی باشد. در این حالت افت فشار کانال آب گریز نسبت به کانال صاف بسیار قابل توجه تر بوده است. همچنین با افزایش دمای ناحیه محاسباتی از ۲۹۳/۱۵ به ۳۱۳/۱۵ کلوین، برای کانال فرا آب گریز، افت فشار به میزان ۷/۳۳% کاهش می یابد.

کلیدواژه ها:

انتقال حرارت ، غیرنیوتنی ، فراآبگریز ، کاهش پسا