Flow Boiling Characteristics of Nanoﬂuids in Microchannels

Abstract

Due to the ever increasing heat ﬂux values, traditional heat transfer enhancement methods fail tosatisfy on cooling of micro systems. Flow boiling heat transfer has a great potential for the applications requiringhigh heat removal rates because high heat transfer coeffcients are achieved in addition to surface temperature tobe nearly constant. On the other hand, use of nanoﬂuids instead of traditional ﬂuids is thought to be an importantalternative for high thermal performance. Although there are numerous study on the single phase heat transfer ofnanoﬂuids, a few number of study concerning with the ﬂow boiling heat transfer of nanoﬂuids in microchannelsexists. In the literature, there are some conﬂicts on whether the use of nanoﬂuids in ﬂow boiling is appropriate ornot. 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 theusing nanoﬂuids in boiling ﬂows in microchannels were determined.

Özet

Mikrocihazlarda giderek artan ısı akısı değerleri nedeniyle geleneksel ısı transfer arttırım yöntemlerimikrosistemlerin soğutulmasında yetersiz kalmaktadır. Kaynama ile ısı transferi yüksek ısı transfer katsayılarınınelde edilmesi yanında yüzey sıcaklığının neredeyse sabit olması nedeniyle yüksek ısı atımını gerektiren mikrosistemuygulamaları için önemli bir potansiyele sahiptir. Diğer yandan geleneksel akışkanlar yerine nanoakışkanlarınkullanımı yüksek ısıl performans için önemli bir alternatif olarak düşünülmektedir. Nanoakışkanların tek fazlıısı transferiyle ilgili birçok çalışma olmasına rağmen mikrokanallarda kaynamalı akış durumunda nanoakışkankullanımıyla ilgili sınırlı sayıda çalışma mevcuttur. Literatürde nanoakışkanların kaynamalı akışta kullanımının bazıçalışmalara göre uygun olup olmadığı yönünde belirsizlikler vardır. Bu nedenle nanoakışkanların kaynamalı akışşartlarında kullanılabilirliği ile ilgili daha kapsamlı çalışmalara ihtiyaç vardır. Bu çalışmada, farklı nanoakışkanlarile yapılan deneysel çalışmalar derlenmiş ve nanoakışkanların mikrokanallarda kaynamalı akışta kullanımınınavantaj ve dezavantajları belirlenmeye çalışılmıştır.