Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wymiana ciepła przy wrzeniu na żebrze z pokryciem metalowo-włóknistym

Orzechowski T., Tyburczyk A., Ziętala K.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2014

|

z. 86 [290], nr 2

231--238

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.

2

Wpływ cech konstrukcyjnych hamulca tarczowego maszyny wyciągowej na jego niestabilność termosprężystą. Część I. Budowa modelu MES i jego weryfikacja.

Ścieszka S., Żołnierz M.

Zagadnienia Eksploatacji Maszyn

|

2007

|

Vol. 42, nr 3

111-123

PL

Na pierwszym etapie programu badawczego wykorzystano wyniki obszernych badań eksploatacyjnych hamulców maszyny wyciągowej, obejmujących termowizyjne pomiary rozkładu temperatur na tarczy hamulca w czasie hamowania bezpieczeństwa maszyny wyciągowej. Wyniki z tych badań pozwoliły na weryfikację numerycznego modelu obliczeniowego. Na potrzeby analizy metodą elementów skończonych MES wyznaczono charakterystykę tribologiczną skojarzenia ciernego: materiał okładziny ciernej-tarcza stalowa, która obejmowała przebieg zmian współczynnika tarcia kinetycznego i statycznego. Praca zawiera założenia w budowie modelu MES, wyniki analizy MES oraz weryfikację modelu MES w oparciu o wyniki pomiarów termowizyjnych. Weryfikacja wykazała, że zbudowany model MES z dużą dokładnością odzwierciedla rzeczywistość i można go wykorzystać do dalszego etapu analiz numerycznych.

EN

In the first stage of the research programme the results from an extensive site investigation of mine winder brake system which embrace infrared mapping of temperature distribution on disc brake were analysed. The results were then used in verification procedure of the numerical model. The tribological characteristics of the friction couple: brake frictional material - steel disc which include kinetic and static coefficient of friction magnitudes and changes were determined for finite elements analysis (FEA). This paper presents as well the numerical models assumptions and the model verification by infrared temperature results. The verification shows that the numerical model presented in the paper is able to simulate thermal processes in disc brakes with high accuracy.

3

Wpływ cech konstrukcyjnych hamulca tarczowego maszyny wyciągowej na jego niestabilność termosprężystą. Część II. Badania symulacyjne

Ścieszka S., Żołnierz M.

Zagadnienia Eksploatacji Maszyn

|

2007

|

Vol. 42, nr 4

183-193

PL

W artykule przedstawiono zastosowanie analizy MES do oceny wielkości i rozkładu temperatury na powierzchni tarcz hamulcowych. Analiza wykazała, że metoda elementów skończonych (MES) jest przydatna do badania zachowań tribologicznych dużych hydraulicznych hamulców tarczowych maszyn wyciągowych, w szczególności do badań: rozkładu temperatur na tarczy ciernej, zjawiska termosprężystej niestabilności (TEN) oraz osiowych deformacji tarczy. Modelowanie MES posłużyło do symulacji i wizualizacji generowanych gorących plam na powierzchni tarczy oraz do oceny odkształceń osiowych tarczy w funkcji cech konstrukcyjnych (geometrycznych i materiałowych) hamulca oraz parametrów jego pracy. W analizie wykorzystano pojęcie prędkości krytycznej, powyżej której system hamulcowy maszyny wyciągowej pracuje w strefie niestabilnej. Wartość prędkości krytycznej wyliczano stosując nowe kryterium w oparciu o wartości dopuszczalnego odkształcenia osiowego tarczy. Badania wykazały, że największy wpływ na wartość prędkości krytycznej ma współczynnik rozszerzalności cieplnej materiału tarczy. Wzrost współczynnika rozszerzalności i modułu Younga obniża wartość prędkości krytycznej, co oznacza, że wystąpienie niestabilności termosprężystej staje się bardziej prawdopodobne. Wzrost grubości tarczy natomiast powoduje zwiększenie wartości prędkości krytycznej, co oznacza zwiększenie obszaru stabilnej pracy.

EN

Prediction of the distribution and magnitude of brake disc temperature by utilizing finite element analysis (FEA) is presented in the paper. FEA has been proved as an effective method to study the behavior of big industrial friction brakes (winder disc brakes) in terms of: temperature distribution on disc brakes, thermoelastic instability (TEI) and its axial deformation. In this investigation the FE modeling technique was used to simulate and visualize the brake interface hot spotting and the brake disc distortion as function of geometrical and material properties as well as the operational conditions. The critical speed above which TEI would occur was applied and calculated for analysed mine winder brake system. The critical speed values were calculated using the new criterion based on maximum accaptable value of axial disc distortion. The investigation confirmed that the disc's material thermal expansion coefficient has strongest influence on the critical speed. Increase of the themal expansion coefficient and Young's modulus reduce value of the critical speed, what means that TEI occurence in brake system is more likely. Increase of disc thickness causes elevation of the critical speed value and reduces probability of TEI occurence.