Wymiana ciepła przy wrzeniu na żebrze z pokryciem metalowo-włóknistym

• Autorzy: Orzechowski T. , Tyburczyk A. , Ziętala K.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rm.2014.26

Warianty tytułu

EN

Boiling heat transfer on a fin with capillary-porous coatings

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca dotyczy badań intensyfikacji wymiany ciepła przy wrzeniu na nieizotermicznych powierzchniach elementów wymiennikowych. W literaturze spotyka się wiele badań związanych z procesami wymiany ciepła przy zmianie fazy, które bardzo często dotyczą pokryć wytwarzanych różnymi technologiami. Główną wadą tych badań jest to, że głównie prowadzone są na powierzchniach izotermicznych. W artykule zaprezentowano wyniki badań działania pojedynczego żebra we wrzącym etanolu w warunkach ciśnienia otoczenia. Zastosowano kamerę termowizyjną do pomiaru rozkładu temperatury dla dwóch próbek: o gładkiej powierzchni i powłoce kapilarno-porowatej nałożonej w celu zwiększenia przejmowania ciepła. W niniejszej pracy przedstawiono badania wpływu wybranego pokrycia kapilarno-porowatego na wielkość wymiany ciepła na nieizotermicznych powierzchniach usytuowanych pionowo. Badania prowadzono na stanowisku pomiarowym, którego głównym elementem jest długie miedziane żebro, którego podstawę utrzymywano w stałej dla danej serii pomiarów temperaturze. Cieczą odbierającą ciepło był etanol pod ciśnieniem atmosferycznym. Omówiono metodykę pomiarów oraz przedstawiono wyniki badań. W oparciu o zmierzony kamerą termowizyjną powierzchniowy rozkład temperatury wyznaczono lokalne wartości odprowadzanego strumienia i współczynnika przejmowania ciepła, które pokazano w postaci krzywej wrzenia dla żebra o powierzchni gładkiej i pokrytej strukturą kapilarno – porowatą. Z porównania lokalnie odprowadzanych strumieni ciepła wynika, że największa różnica pomiędzy nimi występuje przy przegrzaniu 19 K i wynosi niemal 218 kW/m2.

EN

The paper deals with boiling heat transfer intensification on non-isothermal heat exchanger surfaces. Many researches related to heat transfer with phase change on coatings produced by different technologies are reported in the literature. The disadvantage of these researches is that the results are presented for mainly isothermal surfaces, while the real heat exchanger units are usually non-isothermal and heat transfer processes proceed differently in relation to isothermal conditions. The paper presents the results of investigations into a single fin operating in ethanol boiling under ambient pressure. Thermographic camera was used to measure temperature distribution for two specimens: with a smooth surface and capillary-porous coating superimposed to enhance heat transfer. This paper presents the results of study on the impact of the selected capillary-porous coating on the size of non-isothermal heat transfer surfaces oriented vertically. The tests were conducted on the measuring position, whose main element is a long copper fin, which was kept at a constant temperature for series of measurements. Heat receiving fluid was ethanol at atmospheric pressure. The measurement methodology is discussed and the results of the research are presented. Based on the measured by using thermographic camera surface temperature distribution the local values of stream carrying away and the heat transfer coefficients are determined. These results are shown as a boiling curve for a fin with a smooth surface and coated of capillary - porous structure. The maximum difference in the locally rejected heat flux at 19 K superheat is observed an equals 218 kW/m2 nearly.

Słowa kluczowe

PL

wrzenie; żebro; struktura kapilarno-porowata; strumień ciepła; termowowizja

EN

boiling; fin; capillary-porous structure; hat flux; infrared mapping

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika
• Rocznik: 2014
• Tom: z. 86 [290], nr 2
• Strony: 231--238
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Orzechowski T.

• Politechnika Świętokrzyska, al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce

autor

Tyburczyk A.

• Politechnika Świętokrzyska, al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce

autor

Ziętala K.

• Politechnika Świętokrzyska, al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce

Bibliografia

• 1. Nishikawa K., Fujita Y.: Nucleate Boiling Heat Transfer and Its Augmentation. Hartnett J.P., Irvine, Jr., T.F.(ed.), Academic Press, Advances in Heat Transfer, 20 (1990), pp. 1-82.
• 2. O’Neill P.S., Gottzmann C.F., Terbot J.W.: Heat Exchangers for NGL. Chem. Eng. Prog., vol. 67, 1971.
• 3. Orzechowski T., Zwierzchowska A., Zwierzchowska S.: Wymiana ciepła na żebrach z metalowo włóknistym pokryciem kapilarno-porowatym. Inżynieria i Aparatura Chemiczna, 6 (2009), s. 144-145.
• 4. Orzechowski T., Zwierzchowska A., Zwierzchowska S.: Evaluation of boiling heat transfer coefficients on fin’s smooth surface. Transcom 2009: 8-th European Conference of Young Research and Scientific Workers. Zilina June 22-24, 2009 - Slovak Republic. Ed. by Alan Vaško, Peter Brida, Copyright by University of Žilina, 2009, pp. 169-172.
• 5. Orzechowski T.: Determining local values of the heat transfer coefficient on a fin. Experimental Thermal and Fluid 31 Issue: 8 (2007) pp. 947-955.
• 6. Pioro I.L., Rohsenow W., Doerfer S.S.: Nucleate pool-boiling heat transfer. II: assessment of prediction methods. International Journal of Heat transfer 47 (2004) pp. 5045-5057.
• 7. Semena M.G., Geršuni A.N., Zaripov V.K.: Teplovye truby s metallovoloknistymi kapiljarnymi strukturami. Višč. Škola, Kiev, 1984.