Structure influence of heating surface on enhanced pool boiling heat transfer and critical heat flux

Rast cene energije in vse strožje zahteve pogojujejo učinkovito in ekološko sprejemljivo rabo energije. Mehurčkasto vrenje je najbolj učinkovit in hkrati tehnično obvladljiv mehanizem prenosa toplote. Izboljšati prenos toplote pri vrenju pomeni zmanjšati pregretje površine pri danem sproščanju gostote toplotnega toka in povečati kritično gostoto toplotnega toka, kar je možno doseči s spremembo mikro in nanostrukture ter omočljivosti vrelne površine. Vpliv strukture grelne površine na prenos toplote je pomemben parameter pri dimenzioniranju grelnikov. V delu je analiziran vpliv površine horizontalno postavljenega in vertikalno orientiranega grelnega traku, narejenega iz različnih vrst jekla in titana, na kritično gostoto toplotnega toka pri nasičenem in podhlajenem mehurčkastem vrenju v FC-72 ali H2O. Obravnavan je vpliv na kritično gostoto toplotnega toka različno povzročenega strukturiranja grelne površine, ki je bila brušena, jedkana, lasersko strukturirana ali pa obdelana s tankoslojnimi in z modularnimi poroznimi nanosi v obliki grozdnate strukture iz 50 in 200 ?m sferičnih bakrenih delcev. Prikazane so tudi strukturne površinske spremembe grelne površine po doseženi kritični gostoti toplotnega toka pri mehurčkastem vrenju.Rising energy prices and increasingly stringent demands require efficient and environmentally friendly energy use. Nucleate boiling is the most efficient and technically manageable heat transfer mechanism. Improving heat transfer during boiling means reducing surface overheating at a given heat flux while also increasing the critical heat flux, which can be achieved by changing the micro and nanostructure and wettability of the boiling surface. The influence of the heating surface structure on heat transfer is an important parameter in the design of heaters. This work analyses the influence of surface condition of a horizontally placed and vertically oriented steel or titanium ribbon heater on the critical heat flux in saturated and subcooled boiling conditions of FC-72 and water. The influence on critical heat flux is evaluated on surfaces that are abrasion machined, etched, laser-structured or treated with thin - layer and modular porous deposits in the form of a cluster structure of 50 and 200 mm spherical copper particles. The structural surface changes of the heating surface after the achieved critical heat flux are also shown