بررسی تجربی اثر جهت گیری زبری سطح بر نحوه حرکت حباب و شار حرارتی بحرانی در جوشش استخری

جوشش استخری توانایی دارد که شار حرارتی زیادی را در یک اختلاف دمای کوچک منتقل نماید و این امر می تواند با استفاده از روش های اصلاح و بهبود سطح افزایش پیدا کند. در پژوهش حاضر به بررسی انتقال حرارت جوشش استخری بر روی 4 سطح با جهت گیری های مختلف پرداخته شده است. به همین منظور یک دستگاه آزمایشگاهی طراحی و ساخته شد. هدف اصلی، ارائه یک روش ساده و مقرون به صرفه و با ماندگاری طولانی تر در کارهای صنعتی، همراه با داشتن بیش ترین میزان شار حرارتی بحرانی در برابر کم ترین اختلاف دمای سوپر هیت سطح بوده است. نتایج بدست آمده از مطالعه نشان داده که فاکتور زبری سطح باعث به تعویق افتادن اتصال حباب ها شده و شار حرارتی اندکی افزایش می یابد. علاوه بر فاکتور زبری، دو فاکتور تفکیک حباب از سیال در فرآیند دفع گرما و تغذیه بیشتر سایت های هسته زایی و میکرولایه زیرین حباب می توانند با اهمیت تر از زبری سطح باشند. به طوری که سطح با زبری کم تر و با جهت گیری زبری یک بعدی افزایش شار حرارتی بیش تری را نسبت به سطح با زبری بیش تر و با جهت گیری زبری دایروی شکل نشان داده است. در انتها با ایجاد یک سطح میکروکانال که ترکیبی از روش های تفکیک سیال- حباب و تغذیه بیش تر میکرولایه زیرین حباب بوده است، می توان بدون اضافه کردن هیچ گونه ذرات اضافی به سیال پایه، شار حرارتی را تا 131% و ضریب انتقال حرارت را تا 211% افزایش داد.