Badania wstępne wpływu odsysania mieszaniny parowo-powietrznej na efektywność wymiany ciepła między chłodziwem a podgrzewaną powierzchnią

• Autorzy: Sobczak, M. , Zapałowicz, Z.

Warianty tytułu

EN

Initial investigation of influence of the steam-air mixture suction on heat transfer efficency between cooling agent and preheated surface

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono budowę stanowiska badawczego, metodykę pomiarów i obliczeń oraz wstępne wyniki badań doświadczalnych chłodzenia podgrzewanej powierzchni strugami wody. Celem pracy jest wstępna analiza wpływu procesu odsysania mieszaniny parowo-powietrznej na intensywność procesu odparowania filmu wodnego. Nagrzana powierzchnia chłodzona jest trzema strugami wody wytwarzanymi w zakraplaczach zamontowanych w płytce i ustawionych w wierzchołkach trójkąta równobocznego. Natężenie przepływu wody jest ustalone. W środku tego trójkąta umieszczono sondę połączoną z pompą próżniową, zadaniem której jest usunięcie powstałej nad powierzchnią filmu pary wodnej i otaczającego układ powietrza atmosferycznego. Strugi wody chłodzą powierzchnię roboczą grzejnika wykonanego z bloku miedzianego o wymiarach 0,04×0,04×0,02 m. Eksperyment przeprowadzono dla temperatury podgrzewanej powierzchni zmieniającej się w zakresie od 50÷100°C. Na podstawie analizy uzyskanych wstępnych wyników badań oszacowano, że odsysanie mieszaniny parowo-powietrznej z nad warstwy filmu cieczowego zwiększa się intensywność odparowania chłodziwa (wody) o około 25÷50%.

EN

The paper presents test stand structure, measurement and calculation methodology and initial results of investigation of preheated surface cooling by water stream The aim of this article is preliminary analysis of influence of steam-air mixture evacuation on the intensity of water film evaporation. The hot surface is cooling by three streams of water. Streams are produced in droppers mounted in plate and located in the vertices of a equilateral triangle. The water flow rate is stationary. In the center of triangle is mounted the probe connected to a vacuum pump that is used for evacuation of steam-air mixture from above the hot surface and atmospheric air surrounding the system. Streams of water cooling the heater surface made of cooper block with the dimensions: 0.04×0.04×0.02 m). The surface temperature of block is changed in the range from 50°C to 100°C. Based on the results of preliminary investigations itwas stated that the suction of steam-air mixture from above the liquid film layer enhancement the water film evaporation about 25÷50%.

Słowa kluczowe

PL

odsysanie; odparowanie; film wodny; odprowadzanie pary; chłodzenie strugą; chłodzenie ścianki

EN

suction; evaporation; water film; steam evacuation; spray cooling; wall cooling

• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika
• Rocznik: 2014
• Tom: z. 86 [290], nr 2
• Strony: 249--256
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Sobczak, M.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, al. Piastów 17, 70-310 Szczecin,

autor

Zapałowicz, Z.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, al. Piastów 17, 70-310 Szczecin,

Bibliografia

• 1. Deng Y., Liu J.: A liquid metal cooling system for the thermal management of high power LEDs, International Communications in Heat and Mass Transfer 37, 2010, s. 788-791.
• 2.Kim J.: Spray cooling heat transfer: The state oft he art, International Journal of Heat and Fluid Flow 28, 2007, s. 753-767.
• 3. Lai Y., Cordero N., Barthel F., Tebbe F., Kuhn J., Apfelbeck R.: Liquid cooling of bright LEDs for automative applications, Applied Thermal Engineering 29, 2009, s. 1239-1244.
• 4. Lin C., Chen C. J., Chieng C. C., Tseng F. G.: Dynamic effects of droplet impingement on nanotextured surface for high efficient spray cooling, Transducers’11, Beijing, China, June 5-9, 2011.
• 5. Liu Y.-H., Song S.-J., Lo Y.-H.: Jet impingement heat transfer on target surface with longitudinal an transverse grooves, International Journal of Heat and Mass Transfer 58, 2013, s. 292-299.
• 6. Panão M.R.O., Correia A.M., Moreira A.L.N.: High-power electronics thermal management with intermittent multijet sprays, Applied Thermal Engineering 37, 2012, s. 293-301.
• 7. Panão M.R.O., Moreira A.L.N., Durao D.F.G.: Thermal-fluid assessment of multijet atomization for spray cooling applications, Energy 36, 2011, s. 2302-2311.
• 8. Rafati M., Hamidi A. A., Shariati Niaser M.: Application of nanofluids in computer cooling systems (heat transfer performance of nanofluids), Applied Thermal Engineering 45-46, 2012, s. 9-14.
• 9. Şeşen M., Demir E., İzci T., Khudhayer W., Karabacak T., Koşar A.: Submerged jet impingement cooling using nanostructured plates, International Journal of Heat and Mass Transfer 59, 2013, s. 414-422.
• 10. Somasundaram S., Tay A.A.O.: A Study of the Effect of Exit Boundary Conditions on the Performance of a Spray Cooling System, 12th Electronics Packaging Technology Conference, 2010.
• 11. Somasundaram S., Tay A.A.O.: Comperative study of intermittent spray cooling in single and two phase regimes, International Journal of Thermal Science 74, 2013, s. 174-182.
• 12. Tan Y.B., Xie J.L., Duan F., Wong T.N., Toh K.C., Choo K.F., Chan P.K., Chua Y.S.: Multi-nozzle spray cooling for high heat flux applications in a closed loop system, Applied Thermal Engineering 54, 2013, s. 372-379.
• 13. Tinger J., Sedeh M.M., Sharpe T., Bufford A., Floyd T.-Smith: Analysis of a platform for thermal management studies of microelectronics cooling methods, Applied Thermal Engineering 60, 2013, s. 88-95.
• 14. Vondran G., Makris K., Fragopoulos D., Papadas C., Kumari N.: Thermal Performance of Inkjet – assisted Spray Cooling in a Closed System, 13th IEEE ITHERM Conference, 2012.
• 15. Wang C.-H., Sun C.-J., Kuo H.-C.: An experimental investigation of heat transfer of a droplet impinging upon a hot surface, INT. COMM. HEAT MASS TRANSFER, Vol. 24, No. 1, 1997, pp. 65-78.
• 16. Xie J.L., Tan Y.B., Duan F., Ranjith K., Wong T.N., Toh K.C., Choo K.F., Chan P.K.: Study of heat transfer enhancement for structured surfaces in spray cooling, Applied Thermal Engineering 59, 2013, s. 464-472.
• 17. Zhang Z., Li J., Jiang P.-X.: Experimental investigation of spray cooling on flat and enhanced surfaces, Applied Thermal Engineering 51, 2013, s. 102-111.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rm.2014.28