2. Experimental apparatus and procedure
A schematic diagram of the experimental apparatus is shown in
Fig. 1. A peristaltic pump with adjustable flow rate was used to
supply liquid flow through the test section. The liquid mass flow
rates were determined by using an electronic balance(320 ± 0.001 g) to measure weight of the liquid flowing from the
test section outlet over a sufficient time, whereas the flow rates
of gases were measured by three sets of rotameters within the
range of 5–50, 50–500, and 200–2500 cm3
/min, respectively. An
air–water y-shaped mixer served to introduce fluids smoothly
along the test section. Thermocouples and pressure transducers
were installed at various positions to monitor the flow condition
of the working fluids.
Fig. 2 illustrates an exploded view of the test section. The 21
parallel rectangular micro-channels of 0.45 0.41 mm
(width depth) with a 0.54 mm wall thickness between each
channel were fabricated on the copper block in which a cartridge
heater with adjustable input power was installed. The length of
the micro-channels was 40 mm. On the top of the test section,
the cover plate made of polycarbonate was placed to allow optical
access for flow visualization. The copper block was well insulated
by G10 epoxy. Metal plates and the insulators were bolted together
with the copper block and the cover plate to firm up the assembly.
The cover plate, which is transparent, served as a viewing window
for flow visualization. The detailed formation of flow pattern
was registered by precise Stereozoom microscope mounted together
with a camera having shutter speeds of 1/15–1/10,000 s.
An adjustable LED light source was placed perpendicular to the
viewing section.
A set of 14 K-type thermocouples was embedded in the copper
block. For each side of the test section presented in Fig. 2, there
were seven thermocouples inserted at equal distances of 16 mm
along the channel length and 4.3 mm along the direction perpendicular
to the channel length. These temperature measurements
were done to determine surface temperatures at six positions
using linear extrapolation. The arithmetic mean of these surface
temperatures was used to calculate the average heat transfer coef-
ficient. In addition, T-type thermocouples were installed at the inlet
and outlet of the test section to measure the fluid temperature.
All thermocouples and relevant instruments installed in the experimental
apparatus were well calibrated.
To explore different flow phenomena in micro-channels, different
inlet sections were used in the experiments, as shown in Fig. 3.
The inlet section, presented in Fig. 3a, led the gas–liquid mixture
directly to the micro-channels. For the other, as illustrated in
Fig. 3b, the mixture was led to flow through a piece of foamed
plastic polymer, a porous material, and subsequently entered the
micro-channels.
In this work, the experiments for each inlet section were conducted
so the air flow rate increased by small increments while
the water flow rate was constant at the desired value. To keep
the flow from boiling conditions, the heat load of 80 W was provided
by a DC power supply during the experiments. The system
was allowed to approach a steady state before the flow pattern
and relevant data are recorded. The uncertainties associated with
different parameters are given in Table 1.
2 . เครื่องมือและวิธีการแผนภาพแผนผังของการทดลอง เครื่องมือจะแสดงในรูปที่ 1 ปั๊ม peristaltic กับอัตราการปรับใช้ให้อัตราการไหลของของเหลวผ่านท่อทดสอบ มวลการไหลของเหลวอัตราการได้รับการพิจารณาโดยการใช้เครื่องชั่ง ( 320 ± 0.001 กรัม ) เพื่อวัดน้ำหนักของของเหลวที่ไหลจากทดสอบส่วนเต้าเสียบในช่วงเวลาที่เพียงพอ ในขณะที่ อัตราการไหลก๊าซถูกวัดโดย rotameters สามชุดภายในช่วงที่ 5 – 50 , 50 และ 500 และ 200 – 2 , 500 cm3/ นาที ตามลำดับ เป็นอากาศและน้ำ y-shaped ผสมเสิร์ฟแนะนำของเหลวได้อย่างราบรื่นตามหัวข้อทดสอบ เทอร์โมคัปเปิลและ Transducers ความดันติดตั้งที่ตำแหน่งต่างๆ เพื่อตรวจสอบสภาพการไหลของของไหลทำงานรูปที่ 2 แสดงให้เห็นถึงการขยายมุมมองของส่วนทดสอบ ครั้งที่ 21เส้นขนานสี่เหลี่ยมไมโครช่อง 0.45 0.41 มม.( ความลึก ความกว้าง ) กับความหนาของผนังระหว่างแต่ละ 0.34 มม.ช่องทางที่ถูกประดิษฐ์ในทองแดงบล็อกที่ตลับหมึกเครื่องทำน้ำอุ่นด้วยการป้อนพลังงานปรับถูกติดตั้ง ความยาวของช่องทางเล็ก 40 mm ที่ด้านบนของส่วนทดสอบฝาครอบจานที่ทำจากโพลีคาร์บอเนตจะถูกวางไว้เพื่อให้แสงการเข้าถึงสำหรับการไหล ทองแดงหุ้มฉนวนป้องกันได้เป็นอย่างดีโดย G10 อีพอกซี แผ่นโลหะและฉนวนถูกปิดกันกับทองแดงบล็อกและครอบคลุมจานให้ บริษัท ขึ้นประกอบกรอบหุ้มป้ายทะเบียนซึ่งโปร่งใส หน้าที่ เป็น ดู หน้าต่างสำหรับการไหล รายละเอียดการพัฒนาของรูปแบบการไหลจดทะเบียนโดยกล้องจุลทรรศน์ stereozoom แม่นยำติดเข้าด้วยกันด้วยกล้องที่มีความเร็วชัตเตอร์ 1 / 15 - 1 / 10 , 000 วินาทีการปรับแสง LED ถูกวางตั้งฉากกับดูส่วนชุดของ 14 ประเภทและถูกฝังอยู่ในทองแดงบล็อก สำหรับแต่ละด้านของแบบทดสอบ ส่วนที่แสดงในรูปที่ 2 นั้นเจ็ดและแทรกที่ระยะทางเท่ากัน 16 มม.ตามช่อง ความยาว 4.3 มม. ตามทิศทางตั้งฉากไปที่ช่องยาว การวัดอุณหภูมิเหล่านี้ทำเพื่อหาอุณหภูมิพื้นผิวที่ 6 ตำแหน่งใช้การประมาณค่านอกช่วงเชิงเส้น ค่าเฉลี่ยของเหล่านี้พื้นผิวอุณหภูมิที่ใช้ในการคำนวณ coef การถ่ายเทความร้อนเฉลี่ย -ficient . นอกจากนี้ , T - และติดตั้งที่ปากน้ำและอุณหภูมิของส่วนทดสอบวัดระดับอุณหภูมิของของไหลและอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องทั้งหมดและติดตั้งในห้องทดลองเครื่องมือเป็นอย่างดีขนาดเพื่อศึกษาปรากฏการณ์การไหลที่แตกต่างกันในช่องไมโคร ต่าง ๆส่วนท่อที่ใช้ในการทดลอง ดังแสดงในรูปที่ 3ส่วนที่ใช้แสดงในรูปที่ 3A , LED และก๊าซเหลวผสมตรงช่องไมโคร สำหรับการอื่น ๆ ตามที่แสดงในรูปที่ 3B ผสมนําไหลผ่านชิ้นส่วนของโฟมพอลิเมอร์พลาสติก , วัสดุพรุน , และต่อมาเข้าช่องไมโครในงานนี้ โดยแต่ละส่วนมีวัตถุประสงค์สำหรับขาเข้าดังนั้นอัตราการไหลของอากาศเพิ่มขึ้นทีละน้อย ในขณะที่อัตราการไหลของน้ำคงที่ตามค่า เพื่อให้การไหลเดือดร้อนจากสภาพ 80 W มีให้โหลดโดย DC Power Supply ในระหว่างการทดลอง ระบบได้รับอนุญาตให้เข้าใกล้สถานะมั่นคงก่อน รูปแบบการไหลและข้อมูลที่เกี่ยวข้องจะถูกบันทึกไว้ ความไม่แน่นอนที่เกี่ยวข้องกับพารามิเตอร์ที่แตกต่างกันจะได้รับในตารางที่ 1
การแปล กรุณารอสักครู่..