KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi / 2011 / Cilt: 31 - Sayı: 1

Experimental measurements and computational modeling for the spray cooling of a steel plate near the leidenfrost temperature

Leidenfrost sıcaklığındaki bir çelik plakanın sprey ile soğutulmasının deneysel ölçümü ve sayısal modellenmesi

Nedim SÖZBİR
Hasan Rıza GÜVEN
Cemil YİĞİT
S. C. YAO
Roy J. ISSA
Sayfa
27–36
Yayın Tarihi
2022-10-18
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Sayısal çalışmanın sonuçları deneysel verilerle karşılaştırıldı ve sayısal model deneysel verilerle iyi bir uyum göstermektedir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Çekirdek kaynama rejiminden film kaynama rejimine kadar ısıtılmış metal yüzeylere çarpan su sisinin ısı transferi mekanizmasını ortaya çıkarmak için deneysel ve sayısal çalışmalar yürütüldü.
📊
Temel Bulgular & Veri:Deneysel çalışmada su damlacıklarını taşıyan havanın hızı 0-50 m/s, sıvı kütle akısı 0-7.67 kg/$m^ 2$s ve paslanmaz çelik yüzeyin sıcaklığı 500-525$^ o C$ aralığında değişmektedir.
💡
Sonuç & Katkı:Sayısal çalışmanın sonuçları deneysel verilerle karşılaştırıldı ve sayısal model deneysel verilerle iyi bir uyum göstermektedir.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Alan Parametreleri

Özet

Çekirdek kaynama rejiminden film kaynama rejimine kadar ısıtılmış metal yüzeylere çarpan su sisinin ısı transferi mekanizmasını ortaya çıkarmak için deneysel ve sayısal çalışmalar yürütüldü. Deneysel koşulların simülasyonunu yapmak için bir sayısal model geliştirildi. Deneysel çalışmada su damlacıklarını taşıyan havanın hızı 0-50 m/s, sıvı kütle akısı 0-7.67 kg/$m^ 2$s ve paslanmaz çelik yüzeyin sıcaklığı 500-525$^ o C$ aralığında değişmektedir. Çeşitli hava hızları ve sıvı kütle akıları için lokal ısı transfer katsayısı ve radyal ısı transfer dağılımı ölçüldü. Deneysel ve sayısal çalışmalar göstermiştir ki, durgunluk noktasındaki ısı transfer katsayısı sadece hava hızıyla değil sıvı kütle akısıyla da artmaktadır. Buna ilaveten, hava jeti içerisine küçük miktarda su eklendiğinde ısı transfer katsayısı dikkate değer bir biçimde artmaktadır. Sıvı spreyinde ısı transfer katsayısı sıvı kütle akısıyla birlikte yaklaşık lineer olarak artmaktadır. Sayısal çalışmanın sonuçları deneysel verilerle karşılaştırıldı ve sayısal model deneysel verilerle iyi bir uyum göstermektedir.

Abstract

Experimental studies and numerical simulations were conducted to reveal the heat transfer mechanism of impacting water mist on metal surfaces heated temperatures ranging from nucleate to film boiling regime. The test conditions of water mist cover the variations of air velocity from 0 to 50 m/sec, liquid mass flux from 0 to 7.67 kg/$m^ 2$sec, and surface temperature of stainless steel between 525$^ o C$and 500$^ o C$. Local heat transfer coefficient and radial heat transfer distributions were measured at different air velocities and liquid mass fluxes. Experimental studies and computer simulations show that heat transfer coefficient increases not only with the air velocity but also with the liquid mass flux at the stagnation point. In addition, a small amount of water added in the impacting air jet, the heat transfer is significantly increased. For dilute spray, the mist heat transfer coefficient increases almost linear with the water mass flux. Results of computational study were compared against experimental data at atmospheric conditions, and the numerical model showed good accordance with the test data.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

SÖZBİR, N., GÜVEN, H. R., YİĞİT, C., YAO, S. C., ISSA, R. J. (2022). Experimental measurements and computational modeling for the spray cooling of a steel plate near the leidenfrost temperature. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, Cilt: 31 - Sayı: 1, 27–36. https://ajindex.com/articles/542581

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (16)

  1. Choi, K. J., and Yao, S. C., Mechanism of Boiling Heat Transfer of Normally Impacting Spray, Int. J. Heat Mass Transfer, 30(2), 311-318, 1987.
  2. Deb, S., and Yao, S. C., Analysis on Film Boiling Heat Transfer of Impinging Sprays, Int. J. Heat Mass Transfer, 32(11), 2099-2112, 1989.
  3. Fujimoto, H., Hatta, N., Asakawa, H., and Hashimoto, T., Predictable Modeling of Heat Transfer Coefficient between Spraying Water and a Hot Surface above the Leidenfrost Temperature, ISIJ Int., 37(5), 492-497, 1997.
  4. Fujimoto, H., Tong, A. Y., and Takuda, H., Interaction Phoneme of Two Water Droplets Successively Impacting onto a Solid Surface, International Journal of Thermal Sciences 47(3), 229-236, 2008.
  5. Gambaryan-Roisman, T., Kyriopoulos, O., Roisman, I., Stephan, P., and Tropea, C., Gravity Effect on Spray Impact and Spray Cooling, Microgravity-Science and Technology 19(3/4), 151-154, 2007.
  6. Graham, K. M., and Ramadhyani, S., Experimental and Theoretical Studies of Mist Jet Impingement Cooling, Journal of Heat Transfer 118(2), 343-349, 1996.
  7. Hoogendoom, C. J., and den Hond, R., Leidenfrost temperature and heat transfer coefficient for water spray impinging on a hot surface, Proceeding of 5th International Heat Transfer Conference 4, 135-138, 1974.
  8. Incropera, F. P., and DeWitt, D. P., Fundamentals of Heat and Mass Transfer, John Wiley & Sons Inc., New York, 2001.
  9. Industrial Spray Products, Spraying Systems Co. Catalog 60, Wheaton, IL. Ishigai, S., Nakanishi, S., and Ochi, T., Mist Cooling of a Hot Surface, Proceeding of the 16th National Heat Transfer Symposium of Japan 316-321, 1979.
  10. Issa, R. J., and Yao, S. C., A Numerical Model for The Mist Dynamics and Heat Transfer at Various Ambient Pressures, Journal of Fluids Engineering-Transactions of the ASME 127(4), 631-639, 2005a.
  11. Issa, R. J., Hunt E.M. and Davis F.J., Experinetal Measurements and Numerical Modeling for the Air- Mist Cooling of A Heated Cylinder, Proceedings of HT2008, ASME 2008
  12. Summer Heat Transfer Conference, August 10-14, 2008,
  13. Jacksonville, FL, USA. Issa, R. J., and Yao, S. C., Numerical Model for Spray-Wall Impaction and Heat Transfer at Atmospheric Conditions, Journal of Thermophysics and Heat Transfer 19(4), 441-447, 2005b.
  14. Jacobi, H., Keastle, G., and Wünnenburg, K., Heat Transfer in Cyclic Secondary Cooling during Solidification of Steel, Ironmaking and Steelmaking 11, 132-145, 1984.
  15. Martin, H., Heat and Mass Transfer Between Impinging Jets and Solid Surfaces, Adv. Heat Transfer 13, 1-60, 1977.
  16. McCormick, D