Flash evaporation enhancement by electrolysis of saturated water flowing upwards in vertical pipe

• Published in: Journal of Engineering 2010-09, Vol.16 (3), p.5620-5632
• Main Authors: Izzat, Akram Wahbi Ahmad, Addaiy, Radwan Muhammad
• Format: Article
• Language: ara ; eng
• Subjects: Ebullition; Flash Evaporation, Electrolysis, Bubbles Injection, Steam Quality; Heat; Heat engineering; Transmission
• ISSN: 1726-4073; 2520-3339
• DOI: 10.31026/j.eng.2010.03.22

تم تصميم منظومة تجريبية لغرض تحقيق ظاهرة الغليان التلقائي أثناء جريان الماء إلى الأعلى داخل أنبوب زجاجي بطول (1.8 م) مخصص للقياسات، عمودي التثبيت. عند جريان الماء إلى الأعلى فأنه يفقد جزءا من ضغطه الاستاتيكي، عند ذلك يحصل الغليان التلقائي عند نقطة ما داخل الأنبوب الزجاجي تكون فيها درجة حرارة الماء مساوية لدرجة حرارة الإشباع في تلك النقطة. تم قياس النسبة المئوية الوزنية للبخار (steam quality) في مخرج الأنبوب الزجاجي من خلال تجميع البخار المتولد في الأنبوب الزجاجي و المتكثف في جهاز التكثيف خلال فترة زمنية محددة. لقد تم حقن فقاعات الهيدروجين في داخل المزيج الثنائي الطور أثناء جريانه في الأنبوب الزجاجي. حيث تعمل فقاعات الهيدروجين كمحفز لتوليد البخار. لقد وجد إن نسبة البخار الوزنية (steam quality) عند نهاية أنبوبة الاختيار تزداد بنسبة (33 %) عما عليه بدون حقن تلك الفقاعات و ذلك بتسليط فرق جهد قدره 12 فولت و تيار قيمته 7 أمبير، و انخفاض بنسبة (42 %) من قيمة درجة الحرارة غير المتزنة عند نفس ظروف التأيين. إن تأثير التائيين على نقطة بداية الغليان التلقائي و درجة حرارته تم دراستها خلال الجزء العملي. النتائج العملية ت مقارنتها مع النتائج النظرية و التي حصلنا عليها باستخدام موديل رياضي يستند في حله على معادلات الكتلة و الزخم و الطاقة لجريان ثنائي الطور مع فرض نمط جريان انفصال عند الحل. إن تأثير الطاقة الكهربائية المستخدمة في عملية التائيين يكون مبسطا في عمليات الحساب باستخدام معادلة توازن الكتلة و الحرارة و التي تغطي الظروف المحيطة بالمنظومة. An experimental system was designed and built to produce the flash evaporation of upward water flow in a (1.8 m) vertical mounted glass test section pipe. The water loses the static head as it moves up, accordingly flash evaporation occurs somewhere inside the test section, where the water local temperature reaches its saturation temperature at that position, which is dependent on the water inlet temperature and its mass flow rate. The steam quality in the test section exit was measured by collecting the steam generated in the test section outlet and condensed in the condenser at specified time. The hydrogen bubbles are injected inside the two–phase mixture flow within the test section. These bubbles act as an exciter for steam generation inside saturated water. Water electrolysis using (12 V) and ionization current (7 A), increases steam quality at test section outlet by (33 %) when it is compared to that obtained without water electrolysis. A reduction of (42 %) in non-equilibrium temperature difference is achieved using the same ionization settings. The effect of ionization process on flash inception point and temperature is i