Pool Boiling Heat Transfer from Aluminum Alloy Circular Surface Using Al2O3 and CuO Water Based Nano-fluids

Abstract

The present work aims to study the effect of nano-particles volume fraction of nano-fluid on the heat transfer during pool boiling with different values of heat flux. The concentration ratios by volume in demineralized water are taken as 0.02 %, 0.20 %, 0.40 %, 0.60, and 0.80 % for Al2O3 nano-particles and 0.02 %, 0.06 %, and 0.20 % for CuO nano-particles. Heat transfer coefficients for pool boiling were established experimentally for different values of volume fraction and heat flux. The heating element is made from an aluminum alloy (AL 6061) with a circular smooth surface of 100 mm diameter and 10 mm thickness. The nano-particles porous layer that builds up during boiling is observed by a scanning electron microscope of the heated surface before and after the boiling. The results demonstrate that the heat transfer rate depends on the concentration ratios and heat flux. Using nano-particles decreases the pool boiling heat transfer in comparison with demineralized water. Due to the deposition of nano-particles on the heated surface, lower heat transfer is obtained for a lower bubble departure compared with demineralized water for the small wall superheat.

Evaluación de fluidos caloportadores no convencionales para aplicación solar térmica: Un estudio numérico en Panamá

“…En el estudio de transferencia de calor por ebullición en piscina de Fahmy y Aziz, se comprobó que la adición al agua de nanopartículas de Al ଶ O ଷ y de CuO provocó una disminución de la transferencia de calor de ebullición nucleada de la piscina a través del volumen la relación de fracción, variándola de 0.02% a 0.8% y de 0.02% a 0.20%, respectivamente. Se observó que la superficie calentada afecta dramáticamente el rendimiento de ebullición del agua, por lo tanto, el coeficiente de transferencia de calor disminuyó al aumentar la concentración de partículas [16].…”

“…Para este estudio se implementaron seis dimensiones de vivienda diferentes: 60, 80, 100, 120, 150 y 200 m 2 . Se necesitó hacer el análisis del consumo de agua caliente en cada casa, por lo que se asumió la cantidad de litros consumidos por persona al día de acuerdo con el criterio de consumo de viviendas unifamiliares del IDAE [16], en una vivienda unifamiliar se consume alrededor de 50 litros de agua por día por persona, como se evaluó un máximo de cuatro personas por vivienda, fueron 200 litros por día en cada vivienda [16]. Es importante aclarar que el caso de estudio se asumió como un sistema ideal sin perdidas y con transferencia de calor perfecta.…”