بررسی ازمایشگاهی اثر پدیده التراسونیک بر رژیم جوشش استخری مادون سرد همراه با نانو سیال

امروزه انتقال حرارت یک مسیله مهم و موردتوجه است که به آن اهمیت ویژه ای در صرفه جویی انرژی در صنایع مختلف شده است. روش های مختلف زیادی برای افزایش میزان انتقال حرارت ثابت شده که ازجمله: افزودن نانو سیالات، متخلخل نمودن سطح و ...را می توان نام برد. استفاده از امواج مافوق صوت یک روش شناخته شده در افزایش انتقال حرارت است که نقش این امواج در ایجاد کاویتاسیون های صوتی که منجر به تغییر سطح مایع، فرسایش و دیگر فرآیندهای فیزیکوشیمیایی می شود. انتشار امواج فراصوت در یک مایع به طور متناوب همراه با چرخه بالا و پایین فشار است. این رفتار چرخه ای از مایع و فشار محلی ایجادشده باعث تولید حباب های کوچک در محل هایی که فشار آن ها کمتر از فشار بخارآب است شده که این پدیده بارو به رشد شدن در اندازه حباب و منفجرشدن باعث ایجاد چرخه فشار بالا شده که به این حباب های با فشار بالا حفره نیز گفته می شود و نقش ایجاد تلاطم و برخورد خشونت آمیز بین ذرات مایع را بازی می کنند. در این تحقیق با افزودن نانو ذرات گرافن به سیال پایه که آب خالص است و با پایدارسازی نانو سیال ایجادشده به بررسی آزمایشگاهی اثر پدیده فراصوت در رژیم جوشش استخری مادون سرد با حضور نانو گرافن-آب در غلظت های مختلف پرداخته ایم. بدین منظور دستگاه آزمایشی طراحی کرده ایم که از یک مخزن اولتراسونیک مستطیل شکل از یک بدنه فولاد ضدزنگ که شامل دو ژنراتور اولتراسونیک، واقع در قسمت پاینی مخزن واقع شده که توسط یک گرم کن الکتریکی در توان 500 وات آب را گرم می کند تشکیل شده است. آزمایش های در غلظت های 0/1 و 0/2 درصد وزنی -حجمی از نانو سیال موردبررسی قرار گرفت. نتایج آزمایش حاکی از این بود که امواج فراصوت م یتوانند ضریب انتقال حرارت جوششی را افزایش، همچنین با افزودن مقدار بسیار کمی از نانو ذرات گرافن به آب ضریب انتقال حرارت جوششی بیشتر افزایش می یابد. ازطرفی با افزایش غلظت نانوگرافن میزان ضریب انتقال حرارت جوششی به حد قاب لتوجه ای افزایش یافت. بیشترین میزان افزایش ضریب انتقال حرارت در غلظت 0/2 از نانو ذرات گرافن با حضور امواج فراصوت بود که مشاهده شد برابر با 30.9% نسبت به سیال پایه بود که از دلایل این افزایش می توان به همگن و پایدار بودن نانو سیال تولیدشده، تاثیر مثبت امواج التراسونیک و بالا بودن خواص حرارتی نانو ذرات گرافن اشاره نمود.

کلیدواژه ها:

اولتراسونیک ، جوشش استخری ، نانو ذرات گرافن ، هیتر مسی ، ضریب انتقال حرارت جوششی ، نانو سیال