< Terug naar vorige pagina

Project

warmteoverdrachtsverhoging door nanofluids sproeikoeling

Het ontwerp van efficiënte koel- en verwarmingsapparatuur is een cruciale taak in verschillende toepassingen, zoals micro-elektronica, biotechnologie, auto- en ruimtevaarttechniek. Helaas is het gebruik van een hoge vermogensdichtheid vandaag gekoppeld aan een gebrek aan efficiënte methoden voor warmtedissipatie die tot een waarlijk technologisch knelpunt leiden. Daarom is het inzicht in de transportverschijnselen die betrokken zijn bij micro-warmteoverdracht en hun verbetering absoluut nodig om de verdere technologische stap in miniaturisatie mogelijk te maken. Spray koeltechnieken vertegenwoordigen een van de meest veelbelovende warmtedissipatiemethoden van vandaag. Bij sproeikoeling wordt het hete oppervlak gekoeld door middel van fijne druppels die op het oppervlak botsen en een vloeibare film kunnen vormen. De factoren die de warmteoverdrachtsprestaties van sproeikoeling beïnvloeden, omvatten hoofdzakelijk sproei-eigenschappen van de verwarmingsoppervlakken en de thermische toestand van de vloeistoffilm. Deze factoren zijn in principe aan elkaar gekoppeld. Het gebruik van nanovloeistoffen bij sproeikoeling is ook een opkomend onderzoeksgebied, maar de mechanismen die leiden tot de warmtevermeerdering van nanovloeistoffen, vooral in het tweefasensysteem, zijn niet duidelijk en tegenstrijdige resultaten zijn te vinden in de literatuur, wat leidt tot de conclusie dat de hitte overdrachtscoëfficiënt kan toenemen / of afnemen, afhankelijk van het basisfluïdum, de doeloppervlaktetemperaturen en de druppelinslagkarakteristieken. Het onderzoek is verdeeld in twee fasen. Aanvankelijk concentreert het onderzoek zich op de studie van de impact van druppeltjes van enkele nanovloeistoffen op een droog of een nat verwarmd transparant oppervlak. De botsingsdynamiek zal worden geanalyseerd door middel van snelle beeldvorming en beeldanalyse, terwijl het thermische gedrag van de druppel tijdens de botsing en het warmteoverdrachtsproces zal worden bestudeerd door middel van een gecombineerde lasergeïnduceerde fluorescentie (LIF) -techniek en infraroodthermografie. De mogelijke depositie van nanodeeltjes op het substraat als gevolg van de impact van de druppeltjes zal worden beoordeeld met behulp van een elektronenmicroscopiesysteem. In de tweede fase zal een complexere configuratie worden ontwikkeld waarin een microspray met volledige kegel op een verwarmd oppervlak valt. De experimentele omstandigheden worden aangepast om een dunne vloeibare film te verkrijgen die over het oppervlak stroomt. De tweedimensionale vloeistoffilm temperatuurkaart en de filmdikte zullen worden gemeten door middel van niet-intrusieve meettechnieken om de temperatuur in de film te correleren met de dikte en het warmteoverdrachtsproces, wat leidt tot een meer accurate evaluatie van de lokale warmteoverdracht coëfficiënt

Datum:20 aug 2018  →  Heden
Trefwoorden:nanofluids, spray cooling, two phase flow
Disciplines:Productietechnieken, Veiligheidsingenieurswetenschappen, Elektrische energietechniek, Energieopwekkings-, conversie- en opslagtechniek, Thermodynamica, Mechanica, Mechatronica en robotica
Project type:PhD project