Efecto de Superficies Funcionales con Heterogeneidad Mixta de Humectación en la Ebullición por Flujo en un Microcanal de Alto Relación de Aspecto
Autores: Ahmadi, Vahid Ebrahimpour; Aboubakri, Akam; Sadaghiani, Abdolali Khalili; Sefiane, Khellil; Koar, Ali
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Efecto de Superficies Funcionales con Heterogeneidad Mixta de Humectación en la Ebullición por Flujo en un Microcanal de Alto Relación de Aspecto
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Ebullición por flujo
Humectabilidad de la superficie
Rendimiento de transferencia de calor
ángulo de contacto
Sitios de nucleación
Superficies bifílicas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La ebullición en flujo es uno de los mecanismos de transferencia de calor por cambio de fase más efectivos y depende en gran medida de las propiedades de la superficie. La humectabilidad de la superficie es un parámetro crucial, que tiene un efecto considerable en el rendimiento de la transferencia de calor, particularmente en la ebullición en flujo. El ángulo de contacto determina el número de sitios de nucleación, así como la dinámica de las burbujas y los patrones de flujo. Este estudio presenta tres nuevas superficies de humectabilidad mixta y las compara con una muestra de referencia completamente hidrofóbica, en la ebullición en flujo en un microcanal de alto aspecto. Los sustratos de humectabilidad mixta tienen cinco regiones: una región completamente de Al2O3 (zona hidrofóbica), tres configuraciones en patrones diferentes con varios valores de A*, y una región completamente de SiO2 (zona hidrofílica), donde A* se define como A Al2O3/A total (relación de hidrofobicidad). Se obtuvieron resultados de transferencia de calor por ebullición para cada superficie a varios flujos de calor en la pared y tres flujos de masa diferentes. Según los resultados obtenidos, se podrían lograr mejoras significativas en la transferencia de calor (de hasta un 56.7%) con superficies bifílicas en comparación con la muestra de referencia (superficie hidrofóbica). La visualización del flujo realizada demuestra que las superficies bifílicas probadas mejoran la transferencia de calor al reducir el régimen de flujo burbujeante y extender el régimen de burbuja.
Descripción
La ebullición en flujo es uno de los mecanismos de transferencia de calor por cambio de fase más efectivos y depende en gran medida de las propiedades de la superficie. La humectabilidad de la superficie es un parámetro crucial, que tiene un efecto considerable en el rendimiento de la transferencia de calor, particularmente en la ebullición en flujo. El ángulo de contacto determina el número de sitios de nucleación, así como la dinámica de las burbujas y los patrones de flujo. Este estudio presenta tres nuevas superficies de humectabilidad mixta y las compara con una muestra de referencia completamente hidrofóbica, en la ebullición en flujo en un microcanal de alto aspecto. Los sustratos de humectabilidad mixta tienen cinco regiones: una región completamente de Al2O3 (zona hidrofóbica), tres configuraciones en patrones diferentes con varios valores de A*, y una región completamente de SiO2 (zona hidrofílica), donde A* se define como A Al2O3/A total (relación de hidrofobicidad). Se obtuvieron resultados de transferencia de calor por ebullición para cada superficie a varios flujos de calor en la pared y tres flujos de masa diferentes. Según los resultados obtenidos, se podrían lograr mejoras significativas en la transferencia de calor (de hasta un 56.7%) con superficies bifílicas en comparación con la muestra de referencia (superficie hidrofóbica). La visualización del flujo realizada demuestra que las superficies bifílicas probadas mejoran la transferencia de calor al reducir el régimen de flujo burbujeante y extender el régimen de burbuja.