کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7054337 1458018 2018 11 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Modeling and optimization of condensation heat transfer at biphilic interface
ترجمه فارسی عنوان
مدلسازی و بهینه سازی انتقال گرمادهی در رابط دوفیلم
کلمات کلیدی
سطح دوهله ای، رطوبت ناهمگن، افزایش انتقال حرارت، پرش قطب قطرات، مدل تراکم، توزیع اندازه قطره،
ترجمه چکیده
سطوح دوگانه با تطابق ناهمگن و توپوگرافی سلسله مراتبی می تواند به طور قابل توجهی عملکرد انتقال حرارت را به دلیل منافع متقابل الگوی های هیدرولیکی و سوپر هیدروفوباسیت جهانی افزایش دهد که باعث می شود که نویز سریع و قطره قطره های مکرر به وجود آید. برای بررسی فیزیک پایه فرایند تراکم بر روی سطح دوفیلم و طراحی بیشتر بهینه برای دستیابی به عملکرد انتقال حرارت ترجیح داده شده، ما یک مدل جامع را ایجاد می کنیم که می تواند انتقال مکرر تراکم فیلم به قطره را در توپوگرافی های دوفیه با در نظر گرفتن دینامیک مورفولوژی قطره برای رشد قطرات فرد و قطره قطره و توزیع اندازه قطرات قطعه. نتایج عددی نشان می دهد که زاویه تماس قطرات مختلف و افزایش گام به گام سطح پایه تماس قطره عمدتا بر رشد قطرات و قطره قطره ناشی از کوازاسیون در طی فرآیند تراکم تاثیر می گذارند و به طور مستقیم به افزایش کل انتقال حرارت کمک می کنند. مدل با مقایسه نتایج با شار گرما اندازه گیری شده در محفظه محوطه طراحی شده توسط سفارشی معتبر است. مدل توسعه یافته نه تنها فیزیک تراکم را بر روی سطوح دوفایل نشان می دهد، بلکه دستورالعمل های مهمی برای طراحی و بهینه سازی توپوگرافی های دوفایل برای کاربردهای شار حرارت بالا ارائه می دهد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی جریان سیال و فرایندهای انتقال
چکیده انگلیسی
Biphilic surfaces with heterogeneous wettability and hierarchical topography can significantly enhance the condensation heat transfer performance due to the mutual benefits of the hydrophilic patterns and global superhydrophobicity, which facilitate fast nucleation and frequent droplet departure. To investigate the underlying physics of the condensation process on a biphilic surface and further explore the optimal design to achieve preferable heat transfer performance, we develop a comprehensive model that can capture the recurrent transition of filmwise-to-dropwise condensation on biphilic topographies by considering the dynamics of droplet morphology for individual droplet growth and droplet departure, and the associated droplet size distribution. The numerical results indicate that the varying droplet contact angle and the stepwise increase of the droplet contact base area substantially influence the droplet growth and the coalescence-induced droplet departure during the condensation process, and therefore contribute directly to the overall heat transfer enhancement. The model is validated by comparing the results with the heat flux measured in a custom-designed environment chamber. The developed model not only reveals the physics of condensation on biphilic surfaces but also provides important guidelines for the design and optimization of biphilic topographies for high heat flux applications.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: International Journal of Heat and Mass Transfer - Volume 122, July 2018, Pages 117-127
نویسندگان
, , , ,