Turbulent heat transfer in thin liquid films at low and high heat fluxes

• Autorzy: Mikielewicz D. , Mikielewicz J.

Warianty tytułu

PL

Turbulentna wymiana ciepła w cienkich filmach cieczowych przy małych i dużych strumieniach ciepła

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper presented are considerations of turbulent heat transfer in thin liquid films at low and high heat fluxes. Postulated have been simple models of heat transfer for laminar and turbulent liquid films formed by impinging jets and exposed to nucleate boiling, namely under high heat fluxes, as well as without nucleate boiling, at low heat fluxes, as a simplified case. Turbulence in such case is strongly modified and difficult to be modelled. Turbulence model due to Prandtl has been applied where, in the case of high heat fluxes, the mixing length is strongly modified. In the case of high heat fluxes, incorporated into the model is a blowing velocity, which models the transverse transport of momentum caused by departing bubbles. Calculated have been the velocity and temperature distributions in the liquid film, which enabled determination of the corresponding heat transfer coefficient and the Nusselt number.

PL

W pracy przedstawiono rozwiązanie turbulentnej wymiany ciepła w cienkich filmach cieczowych przy małych i dużych strumieniach ciepła. Zaproponowano proste modele wymiany ciepła dla przypadków laminarnego i turbulentnego filmu cieczowego wytworzonego uderzającą strugą w warunkach dużych i małych strumieni cieplnych. W takich przypadkach turbulencja jest silnie modyfikowana i z tego względu trudna do modelowania. W pracy zastosowano model drogi mieszania Prandtla i w przypadku dużych strumieni cieplnych droga mieszania jest szczególnie mocno zmodyfikowana. W przypadku dużych strumieni ciepła wprowadzono do modelu tzw. prędkość wzdmuchu, która modeluje wymianę pędu w kierunku poprzecznym do przepływu wywołaną odrywającymi się od ścianki pęcherzykami. Wyznaczono rozkłady prędkości i temperatury w filmie cieczowym, które umożliwiły wyliczenie współczynnika przejmowania ciepła i liczby Nusselta.

Słowa kluczowe

EN

blowing velocity; impinging jet; nucleate boiling

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 45 nr 3
• Strony: 603--619
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Mikielewicz D.

autor

Mikielewicz J.

• Gdańsk University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Poland,

Bibliografia

• 1. Buyevich Y.A., Mankevich V.N., 1996, Cooling of a superheated surface with a jet mist flow, Int. J. Heat Mass Transfer, 39, 2353-2362
• 2. Deb S., Yao S.-C., 1989, Analysis on film boiling heat transfer of impacting sprays, Int. J. Heat Mass Transfer, 32, 11, 2099-2112
• 3. Liu Z.-H., Wang J., 2001, Study on film boiling heat transfer for water jet impinging on high temperature flat plate, International Journal of Heat and Mass Transfer, 44, 2475-2481
• 4. Mikielewicz D., Ihnatowicz E., 1996, Turbulence modelling using various turbulent Prandtl number models, Trans. IFFM, 100, 141-154
• 5. Mikielewicz D., Mikielewicz J., 2005, Surface Cooling by Means of Axially Symmetric Liquid Jets, Gdańsk University of Technology Publishers [in Polish]
• 6. Mikielewicz J., Mikielewicz D., 1999, New approaches to modelling of impinging jets, Proc. 3rd Baltic Heat Transfer Conference, Gdańsk
• 7. Mikielewicz J., Mikielewicz D., 2001, A ’thin layer’ model of heat transfer in a laminar liquid film formed by impinging jet, Proc. 5th World Conference on Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics, 2, 1041-1044, Thessaloniki
• 8. Mikielewicz J., Mikielewicz D., 2002, Modelling of heat transfer in a laminar liquid film formed by impinging jet, Proc. 12th International Heat Transfer Conference, CD-ROM, Grenoble
• 9. Mikielewicz J., Mikielewicz D., 2004, Modelling of nucleate boiling heat transfer in a film formed by impinging jet, Proc. 5th International Symposium on Heat and Mass Transfer, CD-ROM, Minsk
• 10. Webb P., Ma C.F., 1996, Heat transfer to impinging jets, Advances in Heat Transfer, 26
• 11. Wolf D.H., Incropera F.P., Viskanta R., 1994, Jet impingement boiling, Advances in Heat Transfer, 23