Heat transfer in pool boiling with surfactants

Other Title(s)

أنتقال الحرارة في الغليان الحوضي بوجود مثبطات الشد السطحي

Joint Authors

Getan, Mahmud Kamel
Abid, Balasim Ahmad

Source

Engineering and Technology Journal

Issue

Vol. 28, Issue 17 (31 Jan. 2010)19 p.

Publisher

University of Technology

Publication Date

2010-01-31

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

19

Main Subjects

Physics

Topics

Abstract AR

الغليان بوجود مثبطات الشد السطحي مهم في العديد من التطبيقات الصناعية مثل : الصناعات البتروكيمياوية، المصافي، التثليج، الصحة و العناية الشخصية، الصيدلية و الصناعات الغذائية.

كان الهدف من البحث هو حساب معامل انتقال الحرارة تجريبيا في حالة إضافة مثبطات الشد السطحي أو عدم إضافتها للماء النقي و كذلك للتهكن بمدى تأثير كلا من تركيز مثبطات الشد السطحي، طبيعتها الأيونية، عدد مجاميع أوكسيد الألثلين المرتبطة برأسها و وزنها الجزئي على سلوك الغليان المتنوي للماء.

تم استخدام عدد من مثبطات الشد السطحي مثل SLES و SD (الأيونة) و x-100 Triton (الغير أيونية) و التي تختلف في الوزن الجزيئي، الطبيعة الأيونية و عدد مجاميع أكسيد لإثلي.

لقد بينت نتائج الغليان بأنه إضافة كميات صغيرة من مثبطات الشد السطحي فإن معاملات انتقال الحرارة في الغليان المتنوي المشبع للماء تتغير نتيجة لتقليل الشد السطحي و بذلك يحسن انتقال الحرارة.

لوحظ أن التحسن في لغليان الحوضي المتنوي يعتمد على الفيض الحوضي المتنوي يعتمد على الفيض الحراري (أو الاختلاف بدرجات الحرارة)، تركيز مثبطات الشد السطحي، طبيعتها الأيونية، أوزانها الجزيئية، و عدد مجاميع أوكسيد ألإثلين.

وجد أن نسبة التحسن في معامل انتقال الحرارة هو (81.9 %) لمحاليل SDS بينما تكون (53 %) لمحاليل SLES و (45 %) لمحاليل Triton X-100 مقارنة مع الماء النقي عند التركيز الحرج (CMC).

التحسن يزداد مع التركيز،حيث وجد أن التحسن المحلول عند C ≤ CMC و أفضل تحسن هو عند أو حول التريكز الحرج لمثبطات الشد السطحي.

من ناحية أخرى، أقصى تحسن في انتقال الحرارة هو في الترتيب Triton X-100 < SLES < SDS و كذلك في ترتيب معكوس من ناحية أوزانها الجزية و عدد مجاميع أوكسيد الأثلين.

Abstract EN

Boiling with surfactant is important in many key industrial applications such as the petrochemical processing, refining, refrigeration, hygiene and personal care, pharmaceutical, and food processing, among others.

The aims of this study are experimental determination of the heat transfer coefficient with and without the addition of surfactants to pure water and quantify the effects of surfactant concentration, ionic nature, its ethoxylation, and molecular weight on the nucleate boiling performance of water on vertical cylindrical heater.

Several different surfactants were employed : [SDS (Sodium Dodecyl Sulfate), SLES (Sodium Lauryl Ether Sulfate) (anionic) ] and [Triton X-100 (Octylphenol Ethoxylate) (nonionic)], they have different molecular weights, ionic nature and number of ethylene oxide EO groups attached to its polar head.

The boiling results show that with the addition of small amounts of surfactants, the saturated nucleate pool boiling heat transfer coefficient of water is found to be altered due to reduction in the surface tension and this enhances the heat transfer.

The enhancement in nucleate pool boiling depends upon wall heat flux (or temperature difference), concentration of surfactant, ionic nature, molecular weight and number of (EO) group.

The heat transfer coefficient is found to increase by as much as (81.9 %) over that for pure water for SDS solutions while (53 %) for SLES and (45 %) for Triton X-100 at CMC (critical micelle concentration).

The enhancement increases with concentration and the enhanced solutions are found to be with C ≤ CMC.

The optimum enhancement is at or near the CMC of surfactants.

However, the maximum heat transfer enhancement is in the order of SDS > SLES > Triton X-100, this is also, in the reverse order of their molecular weights and number of (EO) groups.

American Psychological Association (APA)

Abid, Balasim Ahmad& Getan, Mahmud Kamel. 2010. Heat transfer in pool boiling with surfactants. Engineering and Technology Journal،Vol. 28, no. 17.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-262679

Modern Language Association (MLA)

Abid, Balasim Ahmad& Getan, Mahmud Kamel. Heat transfer in pool boiling with surfactants. Engineering and Technology Journal Vol. 28, no. 17 (2010).
https://search.emarefa.net/detail/BIM-262679

American Medical Association (AMA)

Abid, Balasim Ahmad& Getan, Mahmud Kamel. Heat transfer in pool boiling with surfactants. Engineering and Technology Journal. 2010. Vol. 28, no. 17.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-262679

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes bibliographical references.

Record ID

BIM-262679