اندازه گیری ضریب انتقال حرارت جریان جوشش مادون سرد در فضای بین دو لوله دایروی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

2 دانشیار دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

3 Shahrood University of Tech, Shahrood, Iran

10.22060/mej.2020.18545.6841

چکیده

در مطالعه حاضر با ساخت بستر آزمایشگاهی به بررسی تجربی انتقال حرارت جریان جوشش مادون سرد در بین دو لوله هم مرکز عمودی با قطر داخلی و خارجی بترتیب 7/50 و 6/70 میلی متر در فشار اتمسفریک و سیال کاری آب پرداخته شده و اثر پارامترهایی مانند شار حرارتی، دبی جرمی، دمای مادون سرد ورودی و استفاده از فوم فلزی برروی ضریب انتقال حرارت بررسی شده است. نتایج بدست آمده از این پژوهش که محدوده دبی جرمی kg/s 012/0 تا kg/s 0286/ می‌باشد، نشان می‌دهد که درطول تمام مراحل آزمایش، انتقال حرارت از دو مکانیسم جابجایی اجباری و جوشش جریانی تشکیل می یابد که اثر هر یک از پارامترهای فوق بر روی این دو مکانیسم انتقال حرارت مورد بررسی قرار گرفته است. ضریب انتقال حرارت به شدت تابعی از شار حرارتی اعمال شده می باشد. در واقع، با زیاد شدن شار حرارتی، ضریب انتقال حرارت افزایش یافته و با تغییر دبی جرمی در محدوده ذکر شده در ناحیه جوشش مادون سرد، تا 30% افزایش می یابد. نتایج آزمایش‌ها نشان داد که با کاهش دمای مادون سرد ورودی، ضریب انتقال حرارت افزایش می‌یابد. همچنین استفاده از محیط متخلخل فوم فلزی، ضریب انتقال حرارت جریان جوشش مادون سرد را تا حدود 30 درصد افزایش می‌دهد. اعتبارسنجی نتایج تجربی بدست آمده نیز با گزارشات معتبر گذشته انجام شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Measurement of Subcooled Flow Boiling Heat Transfer Coefficient in Vertical Annulus Tube

نویسندگان [English]

  • Masoud Yarahmadi 1
  • Mohammad Mohsen Shahmardan 2
  • Mohsen Nazari 3
  • Alireza Asgharzadeh 1
1 Fluid Mechanics Department, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
2 Associated professor, Faculty of mechanical Engineering, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
چکیده [English]

In the current study, an experimental apparatus was constructed, and subcooled flow boiling in an annulus tube was investigated. The annulus tube is in the vertical direction, and the internal and external diameters are 50.7 and 70.6 mm. The operating pressure was 1 atm, and the working fluid was water. In this investigation, heat flux, mass flow rate and the inlet subcooling effectiveness on heat transfer coefficient are considered. The experiments were performed in the mass flow rate range of 0.012 kg/s to 0.0286 kg/s in which the flow consists of both forced convection and flow boiling. The results show that the heat transfer coefficient is highly dependent on heat flux in a direct relationship. The results revealed that the subcooled heat transfer coefficient increases with decreasing inlet subcooling. Also, the mass flow reduction causes heat transfer coefficient increments to 30% in subcooled boiling regions. The use of porous media also increases the subcooled flow boiling heat transfer coefficient up to 30%. The validation of empirical results has also been done with valid previous reports.

کلیدواژه‌ها [English]

  • heat transfer
  • Subcooled Flow boiling
  • Experimental study
  • Vertical tube