بررسی تجربی و آشکارسازی انتقال حرارت جریان جوشش در لوله عمودی حاوی ماده متخلخل فلزی

در مطالعه حاضر به بررسی تجربی انتقال حرارت جوشش در یک لوله عمودی مسی با قطر داخلی 16 میلی متر تحت شرایط شار حرارتی ثابت و در فشار اتمسفریک با سیال کاری آب پرداخته شده است. برای اعتبار سنجی نتایج و کسب اطمینان از صحت عملکرد سنسور ها و بستر آزمایشگاهی ابتدا در حالت تک فاز چندین آزمایش انجام و نتایج آن با روابط موجود برای انتقال حرارت تک فاز مقایسه گردید، که نشان دهنده صحت عملکرد بستر آزمایشگاهی بود. آزمایش ها ابتدا در لوله عمودی خالی و سپس در لوله عمودی حاوی فوم فلزی انجام شد. تمامی آزمایش های دوفازی در محدوده رژیم جریان اسلاگ بوده و توسط یک لوله شیشه ای که در انتهای بستر آزمایشگاهی قرار داده شده است، با دوربین پرسرعت آشکارسازی گردید. پارامترهای انتقال حرارت نظیر عدد ناسلت و ضریب انتقال حرارت جابه جایی در دبی های جرمی و شارهای حرارتی متفاوت اندازه گیری گردید و نتایج آزمایش ها با روابط تجربی موجود برای حالت دوفازی مقایسه شد، همچنین تاثیر ماده متخلخل، شار حرارتی و شار جرمی بر پارامترهای انتقال حرارت بررسی گردید. در نهایت مشخص شد در کیفیت های پایین و در محدوده شار جرمی 38 الی 53 کیلوگرم بر مترمربع ثانیه و شار حرارتی 23 الی 36 کیلووات بر مترمربع، فوم فلزی توپر باعث بهبود 5/1 تا 82/1 برابری ضریب انتقال حرارت نسبت به لوله خالی می شود. همچنین مشخص شد با وجود استفاده از فوم فلزی الگوی جریان همچنان اسلاگ باقی می ماند.