Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2020, выпуск 2 » Статья стр. 175
>>>
Наножидкости для энергетики: механизм влияния диспергентов на тепловые параметры и кризисные явления при кипении
DOI: 10.21883/JTF.2020.02.48806.221-19
Переводная версия: 10.1134/S1063784220020140
Budget program of the National Academy of Sciences of Ukraine, “Support for the Development of Priority Research Areas”, KPKVK 6541230 dated 02.27.2019
Морару В.Н. 1, Бондаренко Б.И., Сидоренко С.В., Комыш Д.В.
1Институт газа НАН Украины, Киев, Украина
Email: vasily.moraru@gmail.com
Поступила в редакцию: 31 мая 2019 г.
В окончательной редакции: 31 мая 2019 г.
Принята к печати: 15 сентября 2019 г.
Выставление онлайн: 20 января 2020 г.
PDF версия
Изучено влияние диспергентов органической (СТАВ) и неорганической природы (пирофосфат и силикат натрия) на величину критического теплового потока и коэффициента теплоотдачи при кипении различных водных наножидкостей в условиях свободной конвекции. Установлено, что добавки ионных диспергентов к алюмосиликатным наножидкостям, повышая их агрегативную и седиментационную устойчивость, как правило, ухудшают тепловые параметры при кипении, вызывая внезапный предкризисный пережог нагревателя в установке, питаемой постоянным током. Раскрыт механизм явления. Показано, что добавки диспергентов и поверхностно-активных веществ к углеродсодержащим наножидкостям с высокой теплопроводностью, улучшая их устойчивость, в то же время повышают коэффициент теплоотдачи при кипении, а также вызывают докризисный пережог нагревателя в случае нагрева постоянным током. Проанализировано влияние диспергентов на кризисные явления при кипении воды и наножидкостей, и выяснены причины внезапного докризисного пережога нагревателя. Предложено несколько механизмов для интерпретации наблюдаемых эффектов. Обоснована целесообразность использования переменного тока нагрева и неионных непенящихся поверхностно-активных веществ и диспергентов для избегания раннего наступления кризиса кипения с целью достижения более высоких значений критического теплового потока и коэффициента теплоотдачи при кипении наножидкостей. Ключевые слова: наножидкости, кипение, добавки диспергентов, ПАВ, теплоотдача.
  1. Das S.K., Choi S.U.S., Yu W., Pradeep T. Nanofluids: Science and Technology. Wiley-Interscience, New Jersey, 2007. 397 p
  2. Yu W., France D.M., Routbort J.L., Choi S.U.S. // Heat Transfer Engineering. 2008. Vol. 29. N 5. P. 432--460
  3. Das S.K., Putra N., Roetzel W. // Intern. J. Heat and Mass Transfer. 2003. Vol. 46. P. 851--862
  4. Hyung Dae Kim // Nanoscale Res. Lett. 2011. Vol. 6. N 1. P. 415--433
  5. Zhu D., Li X., Wang N., Wang X., Gao J., Li H. // Current Appl. Phys. 2009. Vol. 9. N 1. P. 131--139
  6. Amrollahi A., Rashidi A.M., Emami Meibodi M., Kashefi K. // J. Experiment. Nanosci. 2009. Vol. 4. N 4. P. 347--363
  7. Assael M.J., Metaxa I.N., Arvanitidis J., Christofilos D., Lioutas C. // Intern. J. Thermophys. 2005. Vol. 26. N 3. P. 647--664
  8. Lingli Song, Renyuan Zhang, Lingbo Mao, Wenjie Zhu, Miaoyan Zheng // Appl. Mechanic. Mater. Online. 2011. Vol. 71--78. P. 122--125. ISSN: 1662-7482. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.71-78.122
  9. Бондаренко Б.И., Морару В.Н., Сидоренко С.В., Комыш Д.В., Ховавко А.И. // Письма в ЖТФ. 2012. T. 38. Bып. 18. C. 68--78. [ Bondarenko B.I., Moraru V.N., Sidorenko S.V., Komysh D.V., Khovavko A.I. // Tech. Phys. Lett. 2012. Vol. 38. N 9. P. 853--857.]
  10. Bondarenko B.I., Moraru V.N., Sydorenko S.V., Komysh D.V., Khovavko A.I., Snigur A.V. // Proceedings of the 8th International Symposium on Heat Transfer ISHT-8 October 21--24, 2012, Beijing, China, ISHT8-04-05. P. 181--190
  11. Bondarenko B.I., Moraru V.N., Sydorenko S.V., Komysh D.V., Khovavko A.I. // Nanosci. Nanoengineer. 2016. Vol. 4. N 1. P. 12--22
  12. Eric Christopher Forrest. Nanoscale Modification of Key Surface Parameters to Augment Pool Boiling Heat Transfer and Critical Heat Flux in Water and Dielectric Fluids // Thesis for the degrees of bachelor of science and master of science in nuclear science and engineering at the Massachusetts Institute of Technology, 2009. 130 p
  13. Minakov A.V., Pryazhnikov M.I., Guzei D.V., Zeer G.M., Rudyak V.Ya. // Intern. J. Thermal Sci. 2017. Vol. 116. P. 214--223
  14. Суртаев А.С., Сердюков В.С., Павленко А.Н. // Российские нанотехнологии. Обзоры. 2016. Т. 11. N 11--12. С. 18--32. www.nanorf.ru
  15. Liang G., Mudawar I. // Int. J. Heat Mass Transf. 2018. Vol. 124. P. 423--453
  16. Milanova D., Kumar R. // Appl. Phys. Lett. 2005. Vol. 87. P. 233107-1-3
  17. Milanova D., Kumar R. // J. Heat Transfer. 2008. Vol. 130. P. 042401
  18. Kumar R., Milanova D. // Appl. Phys. Lett. 2009. Vol. 94. P. 073107
  19. Kathiravan R., Kumar R., Gupta A., Chandra R. // Intern. J. Heat. Mass Transfer. 2010. Vol. 53. P. 1673--1681
  20. Тарасевич Ю.И. Строение и химия поверхности слоистых силикатов. Киев: Наукова думка, 1988. 248 с
  21. Moraru V.N. // Clay Minerals. 2018. Vol. 53. N 2. P. 255--269
  22. Адамсон А. Физическая химия поверхностей. M.: Мир, 1979. 568 с
  23. Moraru V.N., Lebovka N.I., Chevchenko D.G. // Colloid. Surf. A.: Physicochem. Eng. Aspects. 2004. Vol. 242. P. 181--187
  24. Bondarenko B.I., Moraru V.N., Ilyenko B.K., Khovavko A.I., Komysh D.V., Panov E.M., Sydorenko S.V., Snigur O.V. // Intern. J. Energ. Clean Environment. 2013. Vol. 14. N 2--3. P. 151--168
  25. Bondarenko B.I., Moraru V.N., Sydorenko S.V., Komysh D.G. // Book of Abstracts 2-nd Conf. on AMN-APLOC, 5--7 January 2011, Singapore. P. 74
  26. Van Olphen H. An Introduction to Clay Colloid Chemistry. NY.: John Wiley \& Sons, 1977. 318 p
  27. Kim S.J., Bang I.C., Buongiorno J., Hu L.W. // Appl. Phys. Lett. 2006. Vol. 89. N 15. P. 153107. http://dx.doi.org/10.1063/1.2360892
  28. Kim S.J., Bang I.C., Buongiorno J., Hu L.W. // Bulletin of the Polish Academy of Sci. Tech. Sci. 2007. Vol. 55. N 2. P. 211--216
  29. You S.M., Kim J.H., Kim K.H. // Appl. Phys. Lett. 2003. Vol. 83. P. 3374--3376. http://dx.doi.org/10.1063/1.1619206
  30. Pham Q.T., Kim T.I., Lee S.S., Chang S.H. // Appl. Thermal Engineer. 2012. Vol. 35. P. 157--165
  31. Kim H.D., Kim M.H. // Appl. Phys. Lett. 2007. Vol. 91. P. 014104
  32. Son H.H., Kim S.J. // Intern. J. Heat Mass Transfer. 2019. Vol. 138. P. 985--1001
  33. Dukhin S.S., Estrela-Liopys V.R., Jolkhovsky E.K. Electrosurface phenomena and electrofiltration. Kiev: Naukova dumka, 1985. 288 p. (in Russian)
  34. Бондаренко Б.И., Морару В.Н., Сидоренко С.В., Комыш Д.В., Гудков Н.Н. // Письма в ЖТФ. 2018. T. 44. Вып. 11. С. 11--20. [ Bondarenko B.I., Moraru V.N., Sidorenko S.V., Komysh D.V., Gudkov N.N. // Tech. Phys. Lett. 2018. Vol. 44. N 6. P. 461--464.]
  35. Marie Vazquez Diane. Experimental studies of the heat transfer characteristics of silica nanoparticle water-based dispersion in pool boiling using nichrome flat ribbons and wires. A thesis for the degree of Master of Science in Mechanical Engineering, Department of Mechanical, Materials, and Aerospace Engineering in the College of Engineering and Computer Science, B.S.M.E. University of Central Florida, Orlando, Florida, 2008. Spring Term 2010

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme