Experimental investigation of subcooled nucleate flow boiling of water

Abstract

ÖZET SUYUN AŞIRI SO?UTULMUŞ KABARCIKLI KAYNAMALI AKIMININ DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ TULUM, Servet Yüksek Lisans Tezi, Makina Müh. Bölümü Tez Yöneticisi: Prof.Dr. Orhan YESİN Eylül 1987,96 Sahife Bazı zorlanmış konveksiyonlu sistemlerde sıvının sıcaklığı kaynama noktasının altında olmasına rağmen ısıtıcı yüzeyin sıcaklığı sıvının kaynama noktasının oldukça üstündedir.Bu durumlarda aşırı soğutulmuş kaynama meydana gelebilir. Bu çalışmada, zorlanmış konveksiyon şartları altında damıtılmış suyun aşırı soğutulmuş kaynaması incelenmiştir. Bu amaçla içteki borusu ısıtılan içice iki borulu test bölümünü kapsayan bir deneysel düzenek kurulmuştur. Deneyler değişik ısı akıları, akış hızları ve giriş sıcaklıklarında yapılmıştır. Deneysel sonuçlar göstermiştir ki, kısmi aşırı soğutulmuş kaynamada zorlanmış konveksiyon etkili -v-olmaktadır. Gelişmiş aşırı soğutulmuş kaynamada zorlanmış kcnveksiyona göre daha yüksek ısı transferi katsayısı elde edilmiştir. Duvarın kızgınlık derecesinin akış hızı ve girişteki aşırı soğukluk derecesinden bağımsız olduğu görülmüştür. Kaynamanın başlangıç noktasının yeri ısı akısına, akışkanın girişteki aşırı soğukluk derecesine ve akış hızına bağlıdır. Anahtar kelimeler: Kabarcıklı kaynamalı akım, aşırı soğutulmuş kaynama, kaynamanın başlangıç noktası, duvar kızgınlık derecesi, aşırı soğukluk derecesi. -vı-

ABSTRACT EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF SUBCOOLED NUCLEATE FLOW BOILING OF WATER TÜLÜM, Servet M.S. in Mechanical Eng. Supervisor: Prof. Dr. Orhan YESİN September 1987, 96 Pages In some types of forced circulation systems the temperature of the mass of the liquid is below that of its boiling point, but the temperature of the heating surface is considerably above the boiling point of the liquid. In these cases subcooled boiling may occur. In this work an attempt is made to obtain detailed understanding of subcooled nucleate boiling of distilled water under forced circulation conditions. For this purpose an experimental set-up that consists of an annular test section with a heated inner tube is constructed. Experiments are performed at different heat fluxes, mass flow rates and inled subcoolings. The experimental results show that in partial subcooled boiling, heat transfer is still determined -iii-by the forced convection. In fully developed subcooled boiling, very high heat transfer coefficient can be obtained, in comparison with the forced convection case. It is observed that wall superheat degrees are independent of mass flow rate and inlet subcooling. Incipient point of boiling location depends on heat flux, inlet subcooling and mass flow rate. Key words: Nucleate flow boiling, subcooled boiling, incipient point of boiling, wall superheat degree, subcooled degree. -iv-