Nanoparticle coating of a microchannel surface is an effective method for increasing the critical heat flux


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Results are presented of an investigation into water boiling in a single microchannel 0.2 mm high, 3 mm wide, and 13.7 mm long with a smooth heating surface or with a coating from aluminum oxide nanoparticles. The experimental procedure and the test setup are described. The top wall of the microchannel is made of glass so that video recording in the reflected light of the process can be made. A coating of Al2O3 particles is applied onto the heating surface before the experiments using a method developed by the authors of the paper. The experiments yielded data on heat transfer and void fraction and its fluctuations for the bubble and transient boiling in the microchannel. The dependence was established of the heat flux on the temperature of the microchannel wall with a smooth surface or a surface with Al2O3 nanoparticle coating for various mass flows in the microchannel. The boiling crisis has been found to occur in the microchannel with a nanoparticle coating at a considerably higher heat flux than that in the channel without coating. The experimental data also suggest that the nanoparticle coating improves heat transfer in the transition boiling region. Processing of the data obtained using a high-speed video revealed void fraction fluctuations enabling us to describe two-phase flow regimes with the flow boiling in a microchannel. It has been found that a return flow occurs in the microchannel under certain conditions. A hypothesis for its causes is proposed. The dependence of the void fraction on the steam quality in the microchannel with or without a nanoparticle coating was determined from the video records. The experimental data on void fraction for boiling in the microchannel without coating are approximated by an empirical correlation. The experiments demonstrate that the void fraction during boiling in the microchannel with a nanoparticle coating is higher than during boiling in the channel without coating (where φ and х are the void fraction and the steam quality, respectively) in the region of a sharp increase in the φ(х) curve.

Об авторах

M. Shustov

Moscow Power Engineering Institute (MPEI, National Research University)

Email: kuzma@itf.mpei.ac.ru
Россия, Moscow, 111250

Yu. Kuzma-Kichta

Moscow Power Engineering Institute (MPEI, National Research University)

Автор, ответственный за переписку.
Email: kuzma@itf.mpei.ac.ru
Россия, Moscow, 111250

A. Lavrikov

Skolkovo Institute of Science and Technology, (SkolTech)

Email: kuzma@itf.mpei.ac.ru
Россия, Moscow, 143026

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Inc., 2017

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».