izpis_h1_title_alt

Izboljšanje prenosa toplote pri vrenju ob uporabi grafenskih prevlek na lasersko strukturiranih površinah
ID Štih, Sebastjan (Avtor), ID Zupančič, Matevž (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu, ID Golobič, Iztok (Komentor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (8,68 MB)
MD5: 6F8358DD542E1B0954C41223DCBBFCCB

Izvleček
Prenos toplote pri mehurčkastemu vrenju velja za enega izmed najučinkovitejših metod prenosa toplote, ki omogoča odvod velikih gostot toplotnega toka pri nizkih pregretjih površin. V nalogi obravnavamo vpliv različnih lasersko strukturiranih površin v kombinaciji z grafenskimi prevlekami na izboljšanje prenosa toplote pri mehurčkastem vrenju destilirane vode v bazenu pri atmosferskem tlaku. Hkrati obravnavamo vpliv stabilnosti grafenskih prevlek v primerjavi z lasersko teksturiranimi površinami. Eksperimentalno smo ovrednotili vrenje pred in po nanosu grafena na neobdelani površini, lasersko strukturiranih površinah s homogeno omočljivostjo in variabilno omočljivostjo. V okviru eksperimentalnega dela smo na pripravljenih površinah zabeležili potek vrelnih krivulj v režimu mehurčkastega vrenja, njihove vrednosti kritične gostote toplotnega toka (CHF) in koeficiente toplotne prestopnosti pri določenih gostotah toplotnega toka. Vrednosti CHF so dosegale vrednosti 777,9–1463,1 kW m-2. Najvišjo vrednost CHF je dosegla referenčna površina po nanosu grafena in predstavlja 56 % izboljšanje vrednosti CHF glede na pred nanosom grafena. Najvišje vrednosti koeficienta toplotne prestopnosti so dosegale lasersko strukturirane površine pred nanosom grafena (~250 kW m-2 K-1), kjer je bilo izboljšanje za 347 % glede na referenčno površino v primerjavi s po nanosu grafena, kjer je bilo izboljšanje za 223 % glede na referenčno površino. Dokazali smo, da kljub izboljšavam CHF-a na določenih površinah, uporaba grafenskih prevlek na lasersko strukturiranih površinah relativno zmanjša učinkovitost prenosa toplote pri zmanjšanju koeficienta toplotne prestopnosti, vendar pa vedno omogoča povečanje stabilnosti procesa vrenja, ki je sicer znana omejitev mnogih funkcionaliziranih površin.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:vrenje v bazenu, prenos toplote, lasersko strukturiranje površin, grafenski nanosi, mehurčkasto vrenje
Vrsta gradiva:Magistrsko delo/naloga
Organizacija:FS - Fakulteta za strojništvo
Leto izida:2024
PID:20.500.12556/RUL-161772 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:14.09.2024
Število ogledov:132
Število prenosov:43
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Improvement of boiling heat transfer using graphene coatings on laser-structured surfaces
Izvleček:
Heat transfer by bubble boiling is considered one of the most efficient methods of heat transfer, allowing for the dissipation of high heat flux densities at low surface superheats. This study examines the impact of various laser-structured surfaces combined with graphene coatings on the enhancement of heat transfer during pool boiling of distilled water at atmospheric pressure. Additionally, the stability of graphene coatings is compared to laser-textured surfaces. We experimentally evaluated boiling before and after the application of graphene on untreated surfaces, laser-structured surfaces with uniform wettability and laser-structured surfaces with variable wettability. During the experimental phase, we recorded boiling curves in the nucleate boiling regime, their critical heat flux (CHF) values and heat transfer coefficients at specific heat flux densities on the prepared surfaces. The CHF values ranged 777,9–1463,1 kW m-². The highest CHF value was achieved by the reference surface after graphene application, representing a 56 % improvement compared to before the graphene application. The highest heat transfer coefficient values were achieved by the laser-structured surfaces before the graphene application (~250 kW m-2 K-1), showing a 347 % improvement compared to the reference surface. After the graphene application, the improvement was 223 % compared to the reference surface. We demonstrated that despite CHF improvements on certain surfaces, the use of graphene coatings on laser-textured surfaces relatively reduces the heat transfer efficiency by lowering the heat transfer coefficient. However, it consistently enhances the stability of the boiling process, which is a known limitation of many functionalized surfaces.

Ključne besede:pool boiling, heat transfer, laser surface texturing, graphene coatings, bubble boiling

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj