Badania intensyfikacji wymiany ciepła podczas wrzenia pęcherzykowego

• Autorzy: Nadstawna E. , Pastuszko R. , Piasecka M.

Warianty tytułu

EN

Studies on the intensification of heat transfer in bubble boiling

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Niniejszy artykuł dotyczy przeglądu badań intensyfikacji wymiany ciepła podczas wrzenia pęcherzykowego. Badania te związane są z różnego rodzaju powierzchniami i czynnikami wrzącymi, stosowanymi w celu poszukiwania coraz sprawniejszych, a zarazem coraz mniejszych wymienników ciepła. Temat intensyfikacji wymiany ciepła jest zagadnieniem często poruszanym ze względu na postęp techniki w dziedzinie chłodzenia maszyn i urządzeń, zarówno mechanicznych jak i elektronicznych, a także ze względu na rozwój techniki rakietowej, kosmicznej i energetyki. Nowe dielektryczne czynniki wrzące badane są na różnego rodzaju powierzchniach strukturalnych odprowadzających ciepło. Dąży się do uzyskania możliwie dużych gęstości strumienia ciepła dla niewielkich powierzchni odprowadzających ciepło, przy jednoczesnym jak najmniejszym ich przegrzaniu. Do rozwoju badań nad intensyfikacją wymiany ciepła podczas wrzenia pęcherzykowego przyczyniło się wytwarzanie powierzchni wykorzystujących kilka metod intensyfikacji wymiany ciepła, przez co możliwe jest znaczne zwiększenie współczynnika przejmowania ciepła w stosunku do powierzchni gładkich. Zaproponowane własne powierzchnie z układem porów i miniżeber umożliwiają wytworzenie dużej liczby ośrodków nukleacji, co prowadzi do znacznego wzrostu współczynnika przejmowania ciepła.

EN

The article describes the review of studies on pool boiling heat transfer enhancement. The research relates to various surfaces and boiling fluids which are used in the search of more effective and progressively smaller heat exchangers. The subject of pool boiling heat transfer enhancement is a common issue to be discussed in terms of the advancement of the cooling machines and devices, both mechanical and electronic ones, and also due to the progress of rocketry, aerospace and energy. Newer and newer refrigerants to be tested on a variety of surfaces emitting heat are produced. It results in achieving maximal heat fluxes for small surfaces and simultaneous attempts to reduce their superheat. The construction increasingly modified structures contributed to the development of research on the pool boiling heat transfer enhancement. Due to this, it is possible to significantly increase the heat transfer coefficient in relation to smooth surfaces. Own surfaces with the proposed arrangement of pores and minifins make it possible to provide a large number of nucleation sites. This leads to a substantial intensification of the heat flux transferred from the investigated surfaces.

Słowa kluczowe

PL

wrzenie pęcherzykowe; intensyfikacja wymiany ciepła; strumień ciepła; przegrzanie

EN

bubble boiling; heat transfer; porous surface

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 6
• Strony: 7746--7754
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab., wykr., pełny tekst na CD3

Twórcy

autor

Nadstawna E.

• Politechnika Świętokrzyska w Kielcach, Wydział Inżynierii Środowiska, Geomatyki i Energetyki; 25-314 Kielce; Al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7

autor

Pastuszko R.

• Politechnika Świętokrzyska w Kielcach, Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn; 25-314 Kielce; Al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, bud. B

autor

Piasecka M.

• Politechnika Świętokrzyska w Kielcach, Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn; 25-314 Kielce; Al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, bud. B

Bibliografia

• 1. Bejan A., Heat transfer, John Wiley & Sons, Inc., 1993.
• 2. Cieśliński J. T., Studium wrzenia pęcherzykowego na metalicznych powierzchniach porowatych, Zeszyty Naukowe Politechniki Gdańskiej, Mechanika, vol. 76, 1996.
• 3. Liaw S-P., Yeh R-H., Yeh W-T., A Simple design of fins for boiling heat transfer, Int. J. Heat Mass Transfer, vol. 48, 2005.
• 4. Ma T., Liu X., Wu J., Li H., Effects of geometrical shapes and parameters of reentrant grooves on nucleate pool boiling heat transfer from porous surfaces, proc. 8th Int. Heat Transfer Conference, San Francisco, 1986.
• 5. Nadstawna E., Pastuszko R., Pool boiling heat transfer on surfaces with plain minifins and minifins with perforated foil, proc. 101 THERMAL Seminar „Transport Phenomena In Multiphase Systems”, Kraków, 2014.
• 6. Nishikawa K., Fujita Y., Nucleate boiling heat transfer and its augmentation, Advances in Heat Transfer, vol. 20, 1990.
• 7. Nishikawa K., Ito T., Tanaka K., Augmented heat transfer by nucleate boiling at prepared surfaces, proc. ASME-JSME Thermal Eng. Conf., 1983.
• 8. Orzechowski T., Wymiana ciepła przy wrzeniu na żebrach z mikropowierzchnią strukturalną, Politechnika Świętokrzyska, Kielce, 2003.
• 9. Orzechowski T., Żórawski W., Intensification on heat exchange by applying thermally sprayed coatings, CEEPUS-Geometrical Surface Structure of Machine Parts, Kielce, 2001.
• 10. Pastuszko R., Analiza wymiany ciepła przy wrzeniu na powierzchniach ożebrowanych z pokryciem kapilarno-porowatym, Praca doktorska, Politechnika Świętokrzyska, Kielce, 1999.
• 11. Pastuszko R., Wymiana ciepła przy wrzeniu w tunelach podpowierzchniowych, seria Monografie, studia, rozprawy, Nr M33, Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce, 2012.
• 12. Poniewski M. E., Wrzenie pęcherzykowe na rozwiniętych mikropowierzchniach, seria Monografie, studia, rozprawy, Nr 23, Politechnika Świętokrzyska, Kielce, 2001.
• 13. Poniewski M. E., Wójcik T. M., Wpływ parametrów struktury metalowego pokrycia porowatego powierzchni grzejnej na wymianę ciepła przy wrzeniu, Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej, Mechanika, nr 53, 1994.
• 14. Ribatski G., Saiz Jabardo J. M., Experimental study of nucleate boiling of halocarbon refrigerants on cylindrical surfaces, Int. J. Heat Mass Transfer, vol. 46, 2003.
• 15. Scurlock R. G., Enhanced boiling heat transfer surfaces, Cryogenics, vol. 35, 1995.
• 16. Tehver J., Sui H., Temkina V., Heat transfer and hysteresis phenomena in boiling on porous plasma-sprayed surface, Experimental Thermal and Fluid Science, vol. 5, 1992.
• 17. Thome J. R., Enhanced Boiling Heat Transfer, Hemisphere, New York, 1990.
• 18. Ujereh S., Fisher T., Mudawar I., Effects of carbon nanotubes arrays on nucleate pool boiling, Int. J. Heat Mass Transfer, vol. 50, 2007.
• 19. Webb R. L., The evolution of enhanced surface geometries for nucleate boiling, Heat Transfer Engineering, vol. 2, 1981.
• 20. Yu C. K., Lu D. C., Pool boiling heat transfer on horizontal rectangular fin array in saturated FC-72, Int. J. Heat Mass Transfer, vol. 50, 2007.