فصل اول: مقدمه و پیشینه پژوهشی …………………………………………………………………………………………………… 1
1-1طبقه بندی جوشش …………………………………………………………………………………………………………………….. 3
-
جوشش هسته ای و جابجایی ………………………………………………………………………………………………… 3
-
جوشش استخری و جریانی ………………………………………………………………………………………………………. 4
1-2جوششاستخري……………………………………………………………………………………………………………………………. 4
1-2- 1منحني جوش ……………………………………………………………………………………………………………………….. 4
1-2-2 جوشش جابجائي آزاد………………………………………………………………………………………………………………. 5
1-2-3 جوشش هسته اي ……………………………………………………………………………………………………………………. 5
1-2-4 جوشش انتقالي …………………………………………………………………………………………………………………………. 6
1-2-5 جوشش فيلمي………………………………………………………………………………………………………………………… 6
1-3 جوشش جریانی …………………………………………………………………………………………………………………………… 7
1-4الگوهای جریان دوفازدر لوله های قائم ………………………………………………………………………………………. 8
1-4-1جریان حبابی …………………………………………………………………………………………………………………………… 8
1-4-2 جریان لخته ای ………………………………………………………………………………………………………………………. 8
1-4-3جریان Churn ……………………………………………………………………………………………………………………… 9
1-4-4جریانWispy annular …………………………………………………………………………………………………….. 9
-
جریان حلقوی………………………………………………………………………………………………………………………….. 9
-
الگوی جریان در لوله های افقی ………………………………………………………………………………………….. 10
1-5-1جریان حبابی ……………………………………………………………………………………………………………………….. 10
1-5-2جریان توپی …………………………………………………………………………………………………………………………. 10
1-5- 3جریان چینه ای ……………………………………………………………………………………………………………………. 10
1-5-4 جریان چینه ای موجدار……………………………………………………………………………………………………….. 11
-
جریان حلقوی ……………………………………………………………………………………………………………………… 11
-
جوشش جریانی مادون سرد………………………………………………………………………………………………… 11
-
شار حرارتی بحرانی ………………………………………………………………………………………………………………12
1-8 نانوسيالوفروسيال …………………………………………………………………………………………………………………13
1-8-1 اهميتوكاربردنانوسيالها………………………………………………………………………………………………….. 14
1-8-2بهبودانتقالحرارتوپايداري ……………………………………………………………………………………………. 14
-
تهيهينانوسيال ………………………………………………………………………………………………………………….. 14
1-9 مروری بر کارهای گذشته …………………………………………………………………………………………………………. 15
فصل دوم: مواد و روشها …………………………………………………………………………………………………………………… 24
2-1 مدار ترموهیدرولیکی …………………………………………………………………………………………………………………. 25
2-2 منبع تغذیه ……………………………………………………………………………………………………………………………….. 27
2-3 قسمت آزمایش …………………………………………………………………………………………………………………………. 28
2-4 مدار ثانویه …………………………………………………………………………………………………………………………………. 31
2-5 پمپ سیرکولاسیون ………………………………………………………………………………………………………………….. 31
2-6 پیش گرمکن …………………………………………………………………………………………………………………………….. 32
2-6-1 طراحی پیش گرمکن ……………………………………………………………………………………………………………. 31
2-7 کنترلر دمای ورودی …………………………………………………………………………………………………………………. 34
2-8 دماسنج ……………………………………………………………………………………………………………………………………… 36
2-9 فشار سنج …………………………………………………………………………………………………………………………………. 38
2-10 شیر فشارشکن ……………………………………………………………………………………………………………………….. 40
2-11 نانوذرات ………………………………………………………………………………………………………………………………….. 41
2-12 حمام فراصوت ………………………………………………………………………………………………………………………… 41
2-13 نانوسیال ………………………………………………………………………………………………………………………………….. 42
2-14 خواص ترموفیزیکی نانوسیال …………………………………………………………………………………………………. 43
فصل سوم: بحث و نتایج ……………………………………………………………………………………………………………………. 45
3-1 تعیین دمای سطح داخل لوله ………………………………………………………………………………………………….. 46
3-2 تعیین شار حرارتی بحرانی از روی دما ……………………………………………………………………………………. 47
3-3 کالیبراسیون سنسورهای دما و فشار ………………………………………………………………………………………… 49
3-4 دبی سنجی ………………………………………………………………………………………………………………………………… 50
3-5 آماده سازی مدار برای انجام آزمایش ……………………………………………………………………………………….. 50
3-6 بررسی نتایج …………………………………………………………………………………………………………………………….. 51
3-6-1 اعتباردهی نتایج ……………………………………………………………………………………………………………………. 51
3-6-2 نتایج و بحث ………………………………………………………………………………………………………………………….. 54
3-7 خلاصه و نتیجه گیری ………………………………………………………………………………………………………………. 62
3-8 پیشنهاد برای ادامه کار………………………………………………………………………………………………………………. 63
فهرست اشکال
شکل 1-1 : منحنی جوشش برای آب در فشار یک اتمسفر……………………………………………………………………………..5
شکل1-2 : الگوهای جریان دوفازی در لوله های قائم………………………………………………………………………………………. 8
شکل 1-3 : نقشه جریان دوفاز برای جریان عمودی………………………………………………………………………………………. 9
شکل 1-4 : الگوی جریان دوفاز در لوله های افقی………………………………………………………………………………………… 10
شکل 1-5 : رژیمهای جوشش جریانی مادون سرد……………………………………………………………………………………….. 12
شکل1-6 : تاثیر غلظت نانوسیالات بر روی افزایش CHF در فشارهای مختلف………………………………………….. 16
شکل1-7 : شار گرمای بحرانی برای آب بر روی سطوح با پوشش های مختلف…………………………………………… 17
شکل1-8 : منحنی های جوشش برای نانوسیال رقیق آب/Al2O3 بر روی سطح مسی صاف و اکسید شد. 18
شکل1-9 : شار حرارتی بحرانی آب خالص و نانوسیالات a) نانوسیال آب/TiO2 بر روی هیتر نیکل-کروم٬b) نانوسیال آب/Al2O3 بر روی هیتر نیکل-کروم٬c) نانوسیال آب/TiO2 بر روی هیتر Ti…………………………… 19
شکل1-10 : مقایسه ی افزایش CHF آب خالص بر روی هیتر پوشیده از نانوذرات و نانوسیالات بر روی هیتر بدون پوشش a) هیتر از جنس نیکل-کروم و نانو ذرات از جنس TiO2b)نانوذرات Al2O3 و هیتر از جنس نیکل-کروم c)نانوذرات TiO2و هیتر از جنس Ti………………………………………………………………………………………….. 20
شکل1-11 : مقادیر CHF٬مربوط به آب خالص و نانوسیالات Al2O3٬zirconia٬silica……………….. 21
شکل1-12: جوشش آب خالص و نانوسیال Al2O3 (v% 01/0 ) در شار گرمای یکسان بر روی هیتر فولادی ضدزنگ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 21
شکل1-13: افزایش CHF٬ به صورت نسبت CHF مربوط به نانوسیال٬ به CHF مربوط به آب خالص (محاسبه شده از رابطه ی زابر)٬ برای نانوسیالات مختلف………………………………………………………………………………. 22
شکل1-14: تاثیر تری سدیم فسفات بر روی شار حرارتی بحرانی………………………………………………………………… 23
شکل1-15 : تاثیر بوریک اسید بر روی شار حراتی بحرانی…………………………………………………………………………… 23
شکل1-16: تاثیر افزودن نانوذرات اکسید روی و الماس برروی شار حراتی بحرانی……………………………………… 24
شکل1-17: تاثیر غلظت نانوذرات آلومینا برروی شار حرارتی بحرانی در شارهای جرمی مختلف……………….. 24
شکل 2-1 : طرح شماتیک مدار ترموهیدرولیکی…………………………………………………………………………………………… 26
شکل 2-2 : نمای کلی دستگاه آزمایش…………………………………………………………………………………………………………. 27
شکل 2-3 : منبع تغذیه………………………………………………………………………………………………………………………………….. 28
شکل 2-4 : قسمت آزمایش……………………………………………………………………………………………………………………………. 29
شکل 2-5 : نمودار شار حرارتی اتلافی…………………………………………………………………………………………………………. 30
شکل 2-6 : طرح شماتیک سیکل ثانویه………………………………………………………………………………………………………… 31
شکل 2-7 : پمپ سانتریفیوژ………………………………………………………………………………………………………………………….. 31
شکل2-8 : المنتهای هیتر و ترموستات مربوطه………………………………………………………………………………………….. 32
شکل 2-9 : شبکه بندی لوله پیش گرمکن……………………………………………………………………………………………………. 33
شکل 2-10: کانتور دمای سیال عامل در صفحه میانی لوله پیش گرمکن……………………………………………………..34
شکل 2-11 : کنترلر دمای ورودی به قسمت آزمایش………………………………………………………………………………….. 35
شکل 2-12 : مکانیزم نصب ترموکوپل برروی لوله آزمایش…………………………………………………………………………… 36
شکل 2-13 : سنسور الکترونیکی فشار………………………………………………………………………………………………………… 40
شکل2-14: شیر فشارشکن…………………………………………………………………………………………………………………………… 40
شکل 2-15 : حمام اولتراسونیک……………………………………………………………………………………………………………………. 42
شکل 2-16 : نانوسیال مورد آزمایش با غلظت 1/0% حجمی……………………………………………………………………… 43
شکل 3-1 : دمای دیواره در حین انجام آزمایش در محل وقوع شار حرارتی بحرانی…………………………………… 48
شکل 3-2 : سرخ شدگی لوله در حین آزمایشات اولیه…………………………………………………………………………………. 49
شکل 3-3 : نمودار اعتباردهی به نتایج بدست آمده………………………………………………………………………………………. 52
شکل 3-4: سوختگی صفحه اصلی بدلیل شار اتلافی…………………………………………………………………………………….. 53
شکل 3-5 : نمودار شار حرارتی بحرانی بر حسب دبی جرمی برای آب خالص، فروسیال 01/0% و 1/0%…… 54
شکل 3-6 : تصویر SEM سطح داخلی لوله بدون وقوع شار حرارتی بحرانی برای لوله بدون جوشش………. 56
شکل 3-7 : تصویر SEM سطح داخلی لوله در محل وقوع شار حرارتی بحرانی برای جوشش آب خالص… 57
شکل 3-8 :تصویر SEM سطح داخلی لوله در محل وقوع شار حرارتی بحرانی برای جوشش فروسیال 01/0% حجمی ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 58
شکل 3-9 :تصویر SEM سطح داخلی لوله در محل وقوع شار حرارتی بحرانی برای جوشش فروسیال 1/0% حجمی ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 59
شکل 3-10 : زاویه تماس بین قطره آب و سطح داخلی لوله با جوشش آب خالص…………………………………….. 60
شکل3-11: زاویه تماس بین قطره آب و سطح داخلی لوله با جوشش فروسیال 1/0% حجمی ……… 60
فهرست جداول
جدول 2-1 : حروف اختصاری برای ترموکوپلها…………………………………………………………………………………………………… 37
جدول 2-2 : دقتها و محدوده کاربرد برخی از ترموکوپلهای متداول……………………………………………………………….. 38
جدول2-3 : مشخصات نانوذرات……………………………………………………………………………………………………………………………… 41
فهرست علائم |
|
Bo |
عدد باند |
CP |
گرمای ویژه در فشار ثابت |
dT |
اختلاف دما |
g |
شتاب گرانش |
hfg |
گرمای نهان تبخیر |
I |
شدت جریان الکتریکی |
Nu |
عدد نوسلت |
p |
فشار |
شار گرما |
|
شار گرمای بحرانی |
|
Re |
عدد رینولدز |
Ts |
دمای سطح |
Tsat |
دمای اشباع |
حجم مخصوص |
|
چگالی |
|
K |
رسانندگی گرمایی |
زاویه تماس |
|
L |
طول لوله |
D |
قطر لوله |
G |
دبی جرمی |
R |
مقاومت الکتریکی |
P |
توان کل الکتریکی |
مقاومت ویژه الکتریکی |
|
V |
اختلاف پتانسیل الکتریکی |
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.