Idąc w ślad za występującymi negatywnymi zjawiskami w strefie osadzenia okien i drzwi w murach, przeanalizowano zjawisko przepływu ciepła oraz dyfuzji pary wodnej w tej strefie, symulując pełne warunki rzeczywiste. Wskazano na istnienie zmiennych liniowych mostków termicznych oraz zmiennych w czasie mostków dyfuzji pary wodnej wokół ram okien i drzwi. Grożą one powstaniem nadmiernej kondensacji pary wodnej w szczelinach między ramą okien i drzwi a murem – prowadzącej do pleśni i zagrzybienia. Wskazano na pilną potrzebę weryfikacji dotąd stosowanej metodyki projektowania i obsadzania okien i drzwi w murach.
EN
Following the negative phenomena occurring in the window and door placement zones in walls, heat transfer and water vapor diffusion in this zone were analyzed by simulating full real-world conditions. The existence of variable linear thermal bridges and time-varying water vapor diffusion bridges around window and door frames was identified. These pose a risk of excessive water vapor condensation in the gaps between the window and door frames and the wall, leading to mold and mildew. An urgent need was identified to verify the methodology used so far for designing and installing windows and doors in walls.
W pracy porównano wyniki symulacji numerycznych wymiany ciepła w lufie armaty przeciwlotniczej kalibru 35 mm i długości 3150 mm OSU-35K wykonanej ze stali DUPLEX 2205 z takimi samymi symulacjami numerycznymi wymiany ciepła w tej lufie wykonanej ze stali MARAGING 350. W obu przypadkach obliczenia wykonano dla lufy bez powłoki chromowej oraz z 200 μm chromową powłoką na powierzchni przewodu lufy. Lufę podzielono na 30 stref (P1–P30). Obliczenia przeprowadzono dla pojedynczego strzału oraz dla 60 kolejnych strzałów. Analiza pokazuje, że lufa wykonana ze stali DUPLEX 2205 osiąga wyższą temperaturę przewodu lufy w stosunku do lufy wykonanej ze stali MARAGING 350. Symulacje zaimplementowano w oprogramowaniu COMSOL Multiphysics, wersja 6.2.
EN
The work compares results of numerical simulations of heat transfer in a barrel of 35 mm antiaircraft gun OSU-35K with length of 3150 mm made of steel DUPLEX 2205 with identical numerical simulations of heat transfer in the barrel made of steel MARAGING 350. In both cases the calculations were performed for the barrel without chromium layer and with 200 μm chromium layer on the barrel bore surface. The barrel was divided on 30 zones (P1–P30). The calculations were made for an individual shot and for 60 consecutive shots. The analysis shows that the barrel made of DUPLEX 2205 steel reaches a higher temperature of barrel bore relating to the barrel made of MARAGING 350 steel. Simulations were implemented in computer code COMSOL Multiphysics, version 6.2.
W pracy przedstawiono symulacje numeryczne wymiany ciepła w lufie armaty przeciwlotniczej kalibru 35 mm i długości 3000 mm, wykonanej ze stali 38HMJ (1.8509), bez powłoki chromowej oraz z 200 μm chromową powłoką na powierzchni przewodu lufy. Lufę podzielono na 30 stref (P1–P30). Obliczenia przeprowadzono dla 60 kolejnych strzałów w dwóch wariantach: w temperaturze początkowej lufy -35 °C oraz 20 °C. Dla każdej strefy określono liczbę strzałów, przy której powierzchnia przewodu lufy przekroczyła temperaturę skurczu stali 38HMJ (808,4 °C). Analiza pokazuje, że wpływ początkowej temperatury lufy na wartość temperatury skurczu jest niewielki. W konfiguracji bez powłoki przy temperaturze początkowej lufy -35 °C dopuszczalna liczba strzałów wzrasta o 6, natomiast w konfiguracji z powłoką chromową wzrost liczby strzałów wynosi 5. Symulacje zaimplementowano w oprogramowaniu COMSOL Multiphysics, wersja 6.2.
EN
This work reports on numerical simulations of heat transfer in a 35 mm calibre, 3000 mm long anti-aircraft gun barrel manufactured from 38HMJ (1.8509) steel, modelled with and without a 200 μm chromium lining on the bore surface. The barrel was divided into 30 zones (P1-P30), and calculations were conducted for 60 successive shots at two initial temperatures, -35 °C and 20 °C. For each zone, the shot count at which the bore surface exceeded the shrinkage temperature of 38HMJ steel (808.4 °C) was established. The analysis shows that the effect of the initial barrel temperature on this thresh- old is minor. In the uncoated configuration, the allowable number of shots increases by 6, while in the chromium-coated configuration the increase is 5. The simulations were implemented in COMSOL Multiphysics, version 6.2.
This review systematically examines the role of mechanical vibrations in enhancing heat transfer across various thermal systems. Although vibrations are traditionally considered detrimental to mechanical integrity, controlled application of vibrational forces can significantly improve thermal performance by promoting fluid mixing and surface turbulence. The study synthesizes findings from theoretical, numerical, and experimental research involving different geometries such as flat plates, cylinders, and microchannel structures. Results consistently demonstrate that specific ranges of vibration frequency and amplitude can enhance convective heat transfer, with some studies reporting improvements up to 250%. Conversely, inappropriate vibrational conditions can lead to performance degradation or mechanical failure. Key parameters influencing outcomes include vibration mode, fluid properties, system configuration, and thermal boundary conditions. Applications span aerospace, electronics cooling, and energy systems, where vibrational techniques have reduced fouling, improved heat exchanger efficiency, and enabled lightweight thermal management solutions. The findings highlight the importance of carefully tailoring vibrational characteristics to optimize heat transfer while maintaining structural integrity. This work provides critical insights for the design of advanced thermal systems utilizing vibration-assisted heat transfer mechanisms.
Hybrid nanofluids show considerable promise for improving thermal management in diesel engines - outperforming both single-nanoparticle fluids and standard coolants. When it comes to performance, we rigorously evaluated multiple hybrid formulations against four key metrics: thermal conductivity, viscosity, long-term stability, and corrosion resistance. Blending specific nanoparticle types, namely alumina (Al₂O₃), silica (SiO₂), and titania (TiO₂), with carefully chosen surfactant agents. This combination directly boosted how effectively these fluids transfer thermal energy. The research demonstrates that hybrid nanofluids substantially boost thermal conductivity, increasing it by 30% to 50% compared to conventional coolants. In particular, the Al₂O₃-SiO₂-TiO₂ combination showed exceptional effectiveness, surpassing other nanofluid mixtures by roughly 20-30%. Surfactants significantly enhanced the dispersion of nanoparticles, reduced their aggregation, and decreased viscosity by around 10-15%, which subsequently reduced the energy required for pumping. These advancements increased the durability and reliability of hybrid nanofluids, thereby broadening their potential applications. The study emphasized the importance of surfactants in maintaining effective nanoparticle suspension and preventing sedimentation, ensuring sustained stability. Among all the compounds analyzed, the surfactant-modified Al₂O₃-SiO₂-TiO₂ nanocomposite blend showed superior outcomes, striking a balance between enhanced thermal conductivity, stability, and controllable viscosity. Hybrid nanofluids present a promising method for improving diesel engine cooling; however, significant obstacles such as cost, scalability, and durability remain. This study tackles these barriers and contributes valuable perspectives for advancing thermal management technologies. The paper amalgamates experimental and theoretical findings from 82 peer-reviewed studies, providing a comparative analysis without introducing new experimental data.
Hybrid nanofluid, an extension of nanofluid, is the hybridization of dissimilar type of nanoparticles dispersed into the base fluid. Engineers, manufacturers and developers are fascinated to imply hybrid nanofluid in various applications such as, biomedical, electronic generators, heat pipes, refrigerations, transformer cooling and heat exchangers due to its unique speciality in terms of thermophysical properties, heat transfer performance and stability. The present study deals on heat transfer in an unsteady magnetohydrodynamic hybrid nanoliquid composed of (i) silver and gold and (ii) aluminium oxide and copper oxide nanoparticles considering base fluid as ethylyne glycol, flow over a Riga plate. The impact of viscous dissipation, non-linear convection, magnetic field and convective boundary condition are also integrated in this study. The nonlinear and coupled partial differential equations, which describe the flow system, are nondimensionalized keeping in same form. Solution of nondimensionalized PDEs is reaped by exercising spectral quasilinearization method. The substantiation of convergence and accuracy is also presented. Obtained solutions are presented in terms of graphs and tables to survey the flow and temperature behaviours. It is found that fluid velocity is smaller in the hybrid nanofluid containing silver and gold nanoparticles whereas an improved heat transfer rate is seen for hybrid nanoliquid containing aluminium oxide and copper oxide nanoparticles. This study may be helpful in various scientific and industrial applications concerning boundary layer separation and heat transfer.
In the paper a new mechanism of Earth’s temperature change is presented. It was named „light heat pillow”. Delivery of anthropogenic heat during the night reduces the natural difference of temperature between the hydrosphere and the atmosphere, which leads to an increase of Earth’s temperature. The paper is a formal continuation of work.
The pump-driven two-phase flow system is widely used in electronic cooling due to its high heat transfer efficiency and stable temperature control. However, transient startup behaviors, crucial for reliability in dynamic thermal environments, remain poorly understood. This study addresses this gap by developing a simulation model using AMESim software with R134a as the working fluid, investigating the effects of heat load, pump speed and cooling water temperature on startup dynamics. Results reveal three distinct startup types: Type I rising startup, Type II rising startup, and Type I falling startup. As the heat load increases from 2 kW to 5 kW, the system transitions from Type I to Type II, with the cold plate wall temperature decreasing by up to 27%. At 2 kW and 5 kW, the system exhibits Type I upward and Type II upward startup behaviors, respectively. Type II startup demonstrates reduced overshoot, enabling quicker approach to quasi-steady state. At 2 kW, the system exhibits both single-phase and two-phase heat transfer, with the latter lowering the temperature by 2.26°C. Excessive subcooling can induce temperature oscillations within the evaporator. At a pump speed of 200 r/min, Type I upward startup is observed; however, increased speeds result in wall temperature overshoot. Furthermore, raising the cooling medium temperature from 10°C to 40°C elevates the evaporator wall temperature by 51.67%. By integrating quantitative metrics for overshoot, response time and subcooling effects, this work provides actionable insights for optimizing pump-driven two-phase systems in high-heat-flux electronic cooling applications.
Titanium dioxide (TiO2) is extensively employed due to its distinctive attractive thermal and physical characteristics. Various techniques, encompassing both single-step and two-step methods, have been utilized by researchers for the preparation of TiO2-based nanofluids. In its natural state, TiO2 is found in three crystalline forms: anatase, brookite, and rutile. However, the direct application of nanoparticles in heat transfer scenarios presents a considerable challenge, compelling scientists to seek out stable nanofluid preparation techniques. Nanofluids have gained recognition as promising thermodynamic fluids, largely because of their impressive attributes in thermal convection, conduction, stability, and heat transfer. An exponential surge in research has been observed concerning their thermo-physical properties, potential advantages, and applications. While numerous reviews strive to deliver comprehensive summaries on the preparation, characteristics, heat transfer, and application performance of diverse nanofluids, the sheer volume of existing literature makes this a daunting task. Therefore, a selective yet thorough summary that focuses on a specific aspect of a particular nanofluid is highly valuable. This review concentrates on the heat transfer characteristics of TiO2-based nanofluid, which is regarded as one of the most practical options for real-world applications owing to its superior dispersibility, chemical stability, and non-toxic properties. Ultimately, this review paper aims to provide a wide-ranging overview of the research progress in the heat transfer applications of TiO2-based nanofluids.
PL
Dwutlenek tytanu (TiO₂) jest szeroko stosowany ze względu na swoje charakterystyczne, atrakcyjne właściwości termiczne i fizyczne.Naukowcy wykorzystują różne techniki, zarówno jednoetapowe jak i dwuetapowe, do otrzymywania nanopłynów na bazie TiO₂. W stanie naturalnym TiO₂ występuje w trzech formach krystalicznych: anatazie, brukicie i rutylu. Bezpośrednie zastosowanie nanocząstek w zagadnieniach wymiany ciepła stanowi poważne wyzwanie, zmuszając naukowców do poszukiwania stabilnych technik otrzymywania nanopłynów. Nanopłyny zyskały uznanie jako obiecujące płyny termodynamiczne, głównie ze względu na ich korzystne właściwości w zakresie konwekcji cieplnej, przewodzenia, stabilności i wymiany ciepła. Zaobserwowano wykładniczy wzrost badań dotyczących ich właściwości termofizycznych, potencjalnych zalet i zastosowań. Chociaż liczne prace badawcze dążą do dostarczenia kompleksowych podsumowań dotyczących otrzymywania, właściwości, wymiany ciepła i wydajności użytkowej różnych nanopłynów, ogromna ilość dostępnej literatury sprawia, że jest to zadanie czasochłonne, dlatego niezwykle cenne jest selektywne, a zarazem wyczerpujące podsumowanie, skupiające się na konkretnym aspekcie wybranych nanopłynów. Niniejszy przegląd koncentruje się na charakterystyce wymiany ciepła nanopłynu na bazie TiO₂, który jest uważany za jedną z najbardziej praktycznych cieczy do zastosowań w warunkach rzeczywistych ze względu na jego doskonałą dyspersyjność, stabilność chemiczną i nietoksyczność. Celem niniejszego artykułu przeglądowego jest przedstawienie kompleksowego przeglądu postępów w badaniach nad zastosowaniami nanopłynów na bazie TiO₂ w zagadnieniach wymiany ciepła.
Boiling is a phase-change phenomenon, which is of significant practical application potential due to large heat flux values exchanged in the process. The paper provides an overview of calculation methods that enable to determine the values of pool boiling heat flux on smooth surfaces. The most commonly used correlations were analysed and the boiling phenomenon occurring on smooth surfaces has been discussed based on the experimental data. A modification of the Rohsenow model has been proposed with the values of the constants determined experimentally.
PL
Wrzenie to zjawisko związane ze zmianą fazy czynnika, które ma znaczny potencjał praktyczny z uwagi na wymianę dużych gęstości strumienia ciepła. Artykuł przedstawia metody wyznaczania gęstości strumienia ciepła wymienianego przy wrzeniu. Analizuje najczęściej stosowane korelacje i opisuje zjawisko wrzenia, odbywające się na powierzchniach gładkich, w oparciu o badania eksperymentalne. Zaproponowano modyfikację modelu Rohsenowa zawierającą nowe wartości stałych eksperymentalnych.
Przedstawiono obliczenia numeryczne dotyczące silnika rakietowego typu resistojet. Silnik ten wyposażony jest w grzałkę elektryczną, która ogrzewa przepływający czynnik roboczy, dzięki czemu możliwe jest zwiększenie impulsu właściwego. Przedstawione analizy numeryczne silnika przeprowadzono dla różnych konfiguracji mocy grzałki oraz ciśnienia i rodzaju czynnika roboczego. Przedstawiono wizualizację przepływu oraz wymianę ciepła wewnątrz silnika, co stanowi istotną informację dla procesu optymalizacji pracy silnika, a także pozwala na wybór najlepszego czynnika roboczego.
EN
Numerical calcns. of a resistojet rocket thruster equipped with an electric heater that heats the flowing working medium were presented. Numerical analyses of the engine were performed for various configurations of heater power, pressure and type of working medium. Visualization of the flow and heat exchange inside the engine was presented, which provides important information for the engine optimization process and also allows the selection of the best working medium.
This work provides an overview of air type evaporators, specifically focusing on coil type evaporators. It introduces a simplified method for calculating the required heat transfer area of a finned evaporator based on specified thermal and flow parameters, considering air and R134a refrigerant, as well as given design parameters. The study analyzes the influence of individual parameters on the heat transfer surface, using a base example as reference. Furthermore, it examines how changes in various system parameters affect the heat transfer surface. Such parameter analysis can aid in designing new heat exchangers and optimizing existing evaporators.
The present study is carried out to investigate the effects of shape factor nanoparticles on the oscillatory MHD flow of a nanofluid in two immiscible liquids in a horizontal porous channel with velocity and thermal slip on the walls. Thermal radiation, Joule heating, viscous and Darcy dissipations have been accounted for in the model. We have considered and as nanoparticles, in the lower region (Region-I) and upper region (Region-II) respectively, with water as a base fluid. The effective ratio of thermal conductivity of the nanofluid is evaluated using the Maxwell-Garnetts model. Graphical behavior of velocity, temperature, and rate of heat transfer distributions have been depicted for the cases of slip and no-slip effects. This study has been made to understand the impact of different nanoparticle shape factors on temperature and heat transfer rate. For various parameters, values of shear stress distribution at the walls and the mass flux are shown in tabular form. Our study asserts that with the increase of the strength of the magnetic field, the velocity of the liquid falls and enhances the temperature of the liquid. The influence of different combinations of nanoparticles, on the flow variables, have also been discussed. In order to validate the analytical results, the numerical evaluation of the closed-form results, for the velocity distribution, has been compared with those of the numerical method, by using the NDSolve command in MATHEMATICA, and a good agreement is observed.
This work conducts a numerical examination into the influence of a magnetic field and viscosity dissipation on the movement of a micropolar fluid over the surface of a vertical, hollow circular cylinder via conjugate mixed convection. In this investigation, we obtained a numerical solution for a non-linear differential equations-based modeling system by employing MATLAB and the bvp4c solver, which operates on a two-equation model. We show graphically how micropolar materials, conjugate heat transfer, viscous energy dissipation, buoyancy factors and magnetic field affect the temperature at the interface, local skin friction and heat transfer. By contrasting the acquired results with those found in the published research, which exhibit a high degree of concordance, the validity of the methodology is proven.
A new practical and approximate two-dimensional is developed to take into account the thermally non-symmetric annular tick fin model and to avoid the laborious solution involving additional calculation of infinite eigenvalues. Using the perturbation method, a representative with satisfactory accuracy model is produced. For convenience, the developed analytical model is used here, in its numerical version, to show its validity and for an investigation of the effects of significant parameters on the efficiency of the annular fin. The same outcomes are obtained when the 1-D and present model are compared using the corresponding values. Then, different and easier calculations are carried out to illustrate the impact of the three primary parameters- the thickness, the asymmetry ratio, and the end Biot number- that define the annular fins. It is shown that, for thick or thin fins, the unequal convection heat coefficients of the the two surfaces have a significant impact on the distribution temperature and fin efficiency. With high thermal conductivity thick fins can increase cooling efficiency. For thicker fins, a significant impact of the end Biot on fin efficiency is observed.
W opracowaniu opisano wymianę ciepła przy wrzeniu czynników chłodniczych. Analizie poddano proces wrzenia w objętości i wrzenia w przepływie. Zwrócono uwagę na mechanizm wrzenia i wielkości fizyczne opisujące jego przebieg. Podano przykładowe zależności na wyznaczanie współczynnika przejmowania ciepła. Przedstawiono również własną korelację obliczeniową dla wrzenia pęcherzykowego proekologicznych czynników chłodniczych w kanałach konwencjonalnych. Może być ona przydatna w projektowaniu parowników chłodniczych.
EN
The study describes heat transfer during the boiling of refrigerants. The processes of pool boiling and flow boiling were analyzed. Attention was paid to the mechanism of boiling and the physical quantities describing its course. Examples of dependencies for determining the heat transfer coefficient were given. The author’s own correlation for bubble boiling of environmentally friendly refrigerants in conventional channels was also presented. It may be useful in the design of refrigeration evaporators.
This review paper explores the significance of fluidized bed heat exchangers in various industrial applications. By delving into the operation of fluidized beds as multiphase flow systems, the aim is to enhance their capabilities and efficiency. Key parameters such as minimum fluidization velocity and local gas holdup are crucial for characterizing the hydrodynamic behavior of materials within fluidized beds. Fluidization, achieved by passing atmospheric air through particulate solids, imparts fluid-like properties to the bed. Fluidized beds serve as reactors where this phenomenon takes place, offering several advantages in industrial processes, including high rates of heat and mass transfer, low pressure drops, and uniform temperature distribution. In future work, a focus on understanding and optimizing the fluidization process will contribute to further advancements in the performance of fluidized bed heat exchangers.
PL
W artykule przedstawiono przegląd literatury dotyczący znaczenia wymienników ciepła ze złożem fluidalnym w różnych zastosowaniach przemysłowych. Zwiększenie możliwości i wydajności złóż fluidalnych jest celem badań tych wielofazowych systemów przepływowych. Kluczowe parametry, takie jak minimalna prędkość fluidyzacji i lokalne zatrzymywanie gazu, mają kluczowe znaczenie dla scharakteryzowania zachowania hydro-dynamicznego materiałów w złożach fluidalnych. Fluidyzacja, osiągnięta poprzez przepuszczanie powietrza atmosferycznego przez cząstki stałe, nadaje złożu właściwości zbliżone do płynu. Złoża fluidalne służą jako reaktory, w których zachodzi zjawisko fluidyzacji, oferując szereg korzyści w procesach przemysłowych, w tym wysokie szybkości wymiany ciepła i masy, niskie spadki ciśnienia i równomierny rozkład temperatury. W przyszłych pracach skupienie się na zrozumieniu i optymalizacji procesu fluidyzacji przyczyni się do dalszego postępu w wydajności wymienników ciepła ze złożem fluidalnym.
Opisano przeznaczenie i zakres zastosowań powłok natryskiwanych cieplnie. Scharakteryzowano plazmę stosowaną do natryskiwania powłok. Dokonano ogólnej charakterystyki najczęściej stosowanych materiałów powłokowych i wyszczególniono ważniejsze właściwości powłok decydujące o ich przydatności dla potrzeb przemysłu i gospodarki. Przytoczono ważniejsze przykłady eksploatacji urządzeń pracujących z natryskanymi powłokami, zamieszczając osiągnięte efekty oddziaływania powłok na wzrost trwałości i efektywności pracy cieplnej.
EN
A review, with 14 refs, of the range of applications of thermal sprayed coatings using plasma. The plasma used for spraying coatings was characterized. The general characteristics of the most commonly used coating materials were presented, and the most important coating properties detg. their suitability for industrial applications were indicated. Examples of the operation of devices working with sprayed coatings were given, including the effects of coatings on increasing the durability and efficiency of thermal operation.
W pracy przedstawiono wyniki symulacji numerycznych wymiany ciepła w ściance lufy wykonanej ze stali 30HN2MFA ar-maty przeciwlotniczej kalibru 35 mm podczas strzelań amunicją bojową oraz ćwiczebną. Obliczenia wykonano dla pojedynczego strzału oraz sekwencji siedmiu strzałów dla dwóch rodzajów amunicji 35x228 mm: z pociskiem podkalibrowym FAPDS-T oraz z pociskiem ćwiczebnym TP-T. Lufę o długości 3150 mm podzielono na 6 stref i w każdej z nich obliczono temperaturę w funkcji czasu wzdłuż grubości ścianki lufy podczas strzelań. Wyniki porównano dla obu rodzajów amunicji.
EN
The paper presents results of numerical simulations of heat transfer in the 35 mm anti-aircraft gun barrel wall made of 30HN2MFA steel during firing with combat and practice ammunition. Calculations were made for a single shot and a sequence of seven shots for two types of ammunition 35x228 mm: with FAPDS-T projectile and TP-T practice projectile. The 3150 mm long barrel was divided into 6 zones and in each zone the temperature versus time was calculated along the barrel thickness during firing. The results were compared for both types of ammunition.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.