Pool Boiling Heat Transfer from Rough and Microstructure Coated Surfaces

• Autorzy: Orman Łukasz J. , Orman Katarzyna , Wojton Iwona

Warianty tytułu

PL

Wymiana ciepła przy wrzeniu na powierzchniach chropowatych i z pokryciem mikrostrukturalnym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the test results of pool boiling heat transfer on the rough surface and the surface covered with capillary – porous microstructure. The porous layer is made of copper fibers sintered in the reduction atmosphere. The volumetric porosity amounted to 68%, while its height 1 mm. Distilled water and ethyl alcohol were used as the working fluids. The experiments have been carried out under the atmospheric pressure. Enhancement of heat transfer in relation to the smooth reference surface has been recorded especially for the low range of superheats, which might be related to the density of active nucleation sites. Experimental results have been compared with selected models of boiling available in literature.

PL

Artykuł przedstawia wyniki badań wymiany ciepła przy wrzeniu na powierzchniach chropowatych i z porowatym pokryciem metalowo-włóknistym. Mikrostruktura porowata została wykonana z włókien miedzianych spiekanych w atmosferze redukcyjnej. Porowatość objętościowa wynosi 68%, a wysokość warstwy 1 mm. Badania prowadzono dla wody destylowanej i alkoholu etylowego jako cieczy wrzących pod ciśnieniem atmosferycznym. Zaobserwowano intensyfikację wymiany ciepła w porównaniu do powierzchni gładkiej, szczególnie w zakresie małych przegrzań, co może być związane z gęstością aktywnych centrów nukleacji. Wyniki badań eksperymentalnych porównano z wybranymi modelami wrzenia dla danych powierzchni.

Słowa kluczowe

EN

boiling heat transfer; porous coatings; rough surface

PL

wymiana ciepła przy wrzeniu; pokrycie porowate; chropowatość

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2020
• Tom: Tom 22, cz. 1
• Strony: 514--525
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys.

Twórcy

autor

Orman Łukasz J.

• Kielce University of Technology, Poland

autor

Orman Katarzyna

• Pragmatic, Kielce, Poland

autor

Wojton Iwona

• Z.O.Z., Ostrowiec Świętokrzyski, Poland

Bibliografia

• Cooper, M.G. (1984). Heat Flow Rates in Saturated Nucleate Pool Boiling-a Wide-Ranging Examination Using Reduced Properties. Advances in Heat Transfer, 16, 157-239.
• Hosseini, R., Gholaminejad, A., Jahandar, H. (2011). Roughness effects on nucleate pool boiling of R-113 on horizontal circular copper surfaces. World Academy of Science,Engineering and Technology, 55, 679-684.
• Kalawa, W., Wójcik, T.M., Piasecka, M. (2016). Heat transfer research on enhanced heatingsurfaces in pool boiling. Proc. of Int. Conf. Exp. Fluid Mechanics 2016, Mariánskè Lázně, Czech Republic, EPJ Web of Conferences, 143, 02048.
• Kang, M.G. (2000). Effect of surface roughness on pool boiling heat transfer. Int. J. of Heat and Mass Transfer, 43, 4073-4085.
• Koshlak, H. & Pavlenko A. (2019). Method of formation of thermophysical properties of porous materials. Rocznik Ochrona Środowiska, 21, 1253-1262.
• Nishikawa, K., Fujita, Y., Ohta, H., Hidaka, S. (1982). Effect of the surface roughness on the nucleate boiling heat transfer over the wide range of pressure. Proc. 7th Int. Heat Transfer Conf., Munchen, Germany, 4, 61-66.
• Nishikawa, K., Ito, T., Tanaka, K. (1979). Enhanced heat transfer by nucleate boiling on a sintered metal layer. Heat transfer – Japanese Research, 8, 65-81.
• Orman, Ł.J. (2016). Enhancement of pool boiling heat transfer with pin-fin microstructures. J. of Enhanced Heat Transfer, 23, 137-153.
• Orzechowski, T. (2003). Wymiana ciepła przy wrzeniu na żebrach z mikropowierzchnią strukturalną. Kielce, Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej.
• Orzechowski, T. (2007). Local values of heat transfer coefficient determination on fin’s surface. Experimental Thermal and Fluid Science, 31, 947-955.
• Orzechowski, T. & Orman, Ł.J. (2006). Boiling heat transfer on surfaces covered with copper fibrous microstructures. Proc. of XI Int. Symp. „Heat Transfer and Renewable Sources of Energy”, Szczecin, Poland, 613-619.
• Pavlenko, A., & Koshlak, H. (2019). Heat and mass transfer during phase transitions in liquid mixtures. Rocznik Ochrona Środowiska, 21, 234-249.
• Pioro, I.L., Rohsenow, W., Doerffer, S.S. (2004). Nucleate pool boiling heat transfer. I: review of parametric effects of boiling surface. Int. J. of Heat and Mass Transfer, 47, 5033-5044.
• Poniewski, M.E. (2001). Wrzenie pęcherzykowe na rozwiniętych mikropowierzchniach, Kielce, Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej.
• Ribatski, G., Saiz Jabardo, J.M. (2003). Experimental study of nucleate boiling of halocarbon refrigerants on cylindrical surfaces. Int. J of Heat and Mass Transfer, 46, 4439-4451.
• Ünal, H.C. (1985). Determination of the temperature distribution in an extended surface with non – uniform heat transfer coefficient. Int. J. Heat Mass Transfer, 28, 2279-2283.
• Wójcik, T.M. (2004). Boiling on cylindrical surfaces with thick-layered porous covering. Proc. of X Int. Symp. Heat Transfer and Renewable Sources of Energy, Szczecin – Miedzyzdroje, Poland, 653-660.
• Wójcik, T.M. (2005). Pool boiling heat transfer on horizontal tubes with metal, fibrous porous coverings. Proc. of 4th Int. Conf. on Transport Phenomena in Multiphase Systems HEAT2005, Gdansk, Poland, 535-542.
• Zaripov, V.K., Semena, M. G., Shapoval A.A., Levterov, A.I. (1989). Heat-transfer rate in boiling at a surface with porous coatings in conditions of free motion. Journal of Engineering Physics, 57, 859-863.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).