Flow Boiling Characteristics of Nanofluids in Microchannels

Abstract

ÖZET: Mikrocihazlarda giderek artan ısı akısı değerleri nedeniyle geleneksel ısı transfer arttırım yöntemleri mikrosistemlerin soğutulmasında yetersiz kalmaktadır. Kaynama ile ısı transferi yüksek ısı transfer katsayılarının elde edilmesi yanında yüzey sıcaklığının neredeyse sabit olması nedeniyle yüksek ısı atımını gerektiren mikrosistem uygulamaları için önemli bir potansiyele sahiptir. Diğer yandan geleneksel akışkanlar yerine nanoakışkanların kullanımı yüksek ısıl performans için önemli bir alternatif olarak düşünülmektedir. Nanoakışkanların tek fazlı ısı transferiyle ilgili birçok çalışma olmasına rağmen mikrokanallarda kaynamalı akış durumunda nanoakışkan kullanımıyla ilgili sınırlı sayıda çalışma mevcuttur. Literatürde nanoakışkanların kaynamalı akışta kullanımının bazı çalışmalara göre uygun olup olmadığı yönünde belirsizlikler vardır. Bu nedenle nanoakışkanların kaynamalı akış şartlarında kullanılabilirliği ile ilgili daha kapsamlı çalışmalara ihtiyaç vardır. Bu çalışmada, farklı nanoakışkanlar ile yapılan deneysel çalışmalar derlenmiş ve nanoakışkanların mikrokanallarda kaynamalı akışta kullanımının avantaj ve dezavantajları belirlenmeye çalışılmıştır.Anahtar kelimeler: Kaynamalı akış, kritik ısı akısı, mikrokanal, nanoakışkan ABSTRACT: Due to the ever increasing heat flux values, traditional heat transfer enhancement methods fail to satisfy on cooling of micro systems. Flow boiling heat transfer has a great potential for the applications requiring high heat removal rates because high heat transfer coefficients are achieved in addition to surface temperature to be nearly constant. On the other hand, use of nanofluids instead of traditional fluids is thought to be an important alternative for high thermal performance. Although there are numerous study on the single phase heat transfer of nanofluids, a few number of study concerning with the flow boiling heat transfer of nanofluids in microchannels exists. In the literature, there are some conflicts on whether the use of nanofluids in flow boiling is appropriate or not. Thus, more detailed studies on the usability of nanofluids in boiling flow conditions are required. In this study, experimental studies conducted by with nanofluids were reviewed, and the advantages and disadvantages of the using nanofluids in boiling flows in microchannels were determined.