مطالعه عددی شار حرارتی بحرانی در جوشش هسته ای نانوسیالات هیبریدی

با توجه به نیاز صنایع به بهبود روش های انتقال حرارت، ناحیه جوشش هستهای مورد توجه ویژه محققان قرار دارد چراکه جوشش سیالات امکان دستیابی به شارهای حرارتی بالاتری را نسبت به فرآیندهایی که تنها مبتنی بر انتقال حرارت جابه جایی غیر جوششی هستند در دسترس قرار می دهد. در این بین، تغییر سیال عامل در سیستم های انتقال حرارت جوششی از سیال خالص به نانوسیال موجب بهبود مشخصه های انتقال حرارت شده و در نتیجه امکان انتقال شار حرارتی بالاتر در دماهای پایین تر را میسر می نماید. در نقطه شار حرارتی بحرانی که شار حرارتی ماکزیمم است، بحث امنیت سطح جوشش و محافظت از آن در برابر ازدیاد بیش از حد دما مهم میباشد. هدف از این تحقیق شبیه سازی عددی جوشش استخری نانوسیال هیبریدی پایه آب شامل ۳۰% نانولوله کربنی چندجداره و ۷۰ % اکسید تیتانیوم با غلظت حجمی ۵/۰%، روی سطح دایروی مسی و بررسی مشخصه های انتقال حرارتی و به طور ویژه نقطه شار حرارتی بحرانی می باشد. ابتدا فرآیند جوشش آب د یونیزه خالص توسط نرم افزار انسیس فلوئنت شبیه سازی گشته و نتایج با داده های تجربی مقایسه شدهاند. با توجه به تطابق قابل قبول نتایج، نانوسیال هیبریدی مذکور به عنوان سیال عامل تحت جوشش، با تغییر چگالی سایت های هسته زایی به صورت عددی شبیه سازی گردیده و مشخصات انتقال حرارت و شار حرارتی آن به دست آمده اند. مطابق نتایج، شار حرارتی بحرانی برای آب د یونیزه خالص در دمای C° ۴/۲۴ اتفاق افتاده و میزان آن در حدود ۱/۱ مگاوات بر متر مربع بوده در حالی که شار حرارتی بحرانی برای نانوسیال هیبریدی در دمای حدودی C° ۱۳ بوده و مقدار آن در حدود ۱مگاوات بر متر مربع میباشد.