Wprowadzenie w zagadnienia wymiany ciepła pomiędzy mikrostrumieniami i chłodzona powierzchnią

• Autorzy: Klitenik F. , Rusowicz A.

Identyfikatory

DOI

10.15199/8.2016.9.4

Warianty tytułu

EN

Introduction to the heat exchange between the microjets and cooled surface

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Technika chłodzenia za pomocą mikrostrumieni posiada liczne zalety, takie jak: wysokie współczynniki wymiany ciepła, efektywna wymiana ciepła nawet przy małej różnicy temperatur, możliwość łatwej regulacji odbieranego strumienia ciepła, a także możliwość bezpośredniego kontaktu z chłodzoną powierzchnią. Metoda ta jest już stosowana do suszenia papieru, tekstyliów, hartowania metali, chłodzenia łopatek turbin, a także jest wskazywana jako jedna z technik chłodzenia, które mogą sprostać wymaganiom szybko rozwijającej się elektroniki, W pracy znajduje się wprowadzenie przybliżające tę metodę, opisujące jej zalety i obszary stosowania. Opisane zostały w niej również właściwości i struktura strug zanurzonych i swobodnych, a także rodzaje wzajemnych oddziaływań, które występują w siatce strug. Przeanalizowano również wpływ właściwości płynu chłodzącego na współczynniki wymiany ciepła. Poświęcono miejsce na określenie zależności powyższych współczynników od parametrów geometrycznych takich jak: średnica dyszy, stosunek powierzchni dysz do powierzchni wymiany ciepła, odległość pomiędzy sąsiadującymi dyszami i odległość pomiędzy dyszami a powierzchnią wymiany ciepła.

EN

Impinging jet cooling technique has various advantages such as: one of the highest known single phase heat transfer coefficients, high heat flux removal rates with small surface-to-coolant temperature differential, possibility of its regulation, and direct contact with the cooling surface. let impingement is widely used in industrial applications for drying paper and textiles, quenching metals, turbine blade cooling and is described as one of cooling methods, that can meet increasing requirements of electronic devices. In the paper, in a short introduction, advantages and applications of the impinging jet cooling are described. Properties and structure of free-surface and submerged jets are presented. Effect of interference between adjacent jets in jet array on heat transfer performance is shown and explained. Impact of fluid properties on heat transfer coefficients is analyzed, as well as impact of geometric characteristic - diameter, ratio of jet area to heater area, spacing between jets and a standoff between jet exit and the heater.

Słowa kluczowe

PL

wymiana ciepła; mikrostrumienie; powierzchnia chłodzona

EN

heat transfer; microjets; cooled surface

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Chłodnictwo : organ Naczelnej Organizacji Technicznej
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 51, nr 9
• Strony: 24--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys.

Twórcy

autor

Klitenik F.

• Instytut Techniki Cieplnej, Politechnika Warszawska

autor

Rusowicz A.

• Instytut Techniki Cieplnej, Politechnika Warszawska

Bibliografia

• [1] Aldabbagh L.B.Y., Mohamad AA, Effect of jet-to-plate spacing in laminar array jets impinging, Heat and Mass Transfer 43, 2007, s. 265-273.
• [2] Angioletti M., Di Tommaso R.M., Nino E., Ruocco G., Simultaneous visualization of flow field and evaluation of local heat transfer by transitional impinging jets, International Journal of Heat and Mass Transfer 46, 2003, s. 1703-1713.
• [3] Browne E.A., Michna G.J., Jensen M.K., Peles Y., Experimental investigation of single-phase microjet array heat transfer, Journal of Heat Transfer 132(4), 2010.
• [4] Garimella S.V., Nenaydykh B., Nozzle-geometry effects in liquid jest impingement heat transfer, International Journal of Heat and Mass Transfer 39, 1996, s. 2915-2923.
• [5] Li C.-Y., Garimella S.V., Prandtl-number effects and generalized correlations for confined and submerged jet impingement, International Journal of Heat and Mass Transfer 44,2001,5.3471-3480.
• [6] McGlen R.J., Jachuck R., Lin S., Integrated thermal management techniques for high power electronic devices, Applied Thermal Engineering 24, 2004, s. 1143-1156.
• [7] Meola C., A new correlation of Muselt number for impinging jets, Heat Transfer Engineering 30(3), 2009, s. 221-228.
• [8] Michna G.J., Browne E.A., Peles Y, Jensen M.K., The effect of area ratio on microjet array heat transfer, International Journal of Heat and Mass Transfer 54, 2011, s. 1782-1790.
• [9] Mikielewicz D., Mikielewicz J., Chłodzenie powierzchni za pomocą osiowosymetrycznych strug cieczy, Gdańsk, Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, 2005.
• [10] Robinson A.J., Schnitzler E., An experimental investigation of free and submerged miniature liquid jest array impingement heat transfer, Experimental Thermal and Fluid Science 32, 2007, s. 1-13.
• [11] Rusowicz A., Baranowski P., Leszczyński M. Chłodzenie mikroelektroniki z wykorzystaniem mikrostrumieni, Aparatura Badawcza i Dydaktyczna, vol. XIX, nr 2, 2014, 55.135-139.
• [12] Rusowicz A., Leszczyński M., Grzebielec A., Laskowski R. Experimental investigation of single-phase microjet cooling of microelectronics, Archives of Thermodynamics, vol. 36, 2015, no. 3, pp. 139-147.
• [13] Rusowicz A., Leszczyński M., Sienkiel D. Badania nad zastosowaniem powietrznych mikrostrumieni do chłodzenia elektroniki, Chłodnictwo, vol. 50, 2015, no. 1-2, pp. 37-39.
• [14] San J.-Y, Chen J.-J., Effects of jet-to jest spacing and jest height on heat transfer characteristics of an impinging jet array, International Journal of Heat and Mass Transfer 71, 2014,5.8-17.
• [15] San J.-Y, Lai M.-D., Optimum jet-to-jet spacing of heat transfer for staggered arrays of impinging air jets, International Journal of Heat and Mass Transfer 44, 2001, S. 3997-4007.
• [16] Tie P., Li Q., Xuan Y, Investigation on the submerged liquid jest arrays impingement cooling, Applied Thermal Engineering 31, 2011, 5.2757-2763.
• [17] Womac D.J., Incropera F.P., Ramadhyani S., Correlating equations for impingement cooling of small heat sources with multiple circular liquid jets, Journal of Heat Transfer 116, 1994,5.482-486.
• [18] Whelan B.P., Robinson A.J., Nozzle geometry effects in liquid jet array impingement, Applied Thermal Engineering 29, 2009, s. 2211-2221.
• [19] Yuan-Yang L, Zhen-Hua L, Qian W., Experimental study on critical heat flux of steady boiling for high-velocity slot jet impinging on the stagnation zone, International Journal of Heat and Mass Transfer 70, 2014, s. 1-9.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę