Zjawiska zmiany fazy w pasywnym odszranianiu fragmentów dróg

• Autorzy: Tyburczuk, A.

Warianty tytułu

EN

Phase change phenomena in the passive defrost of roads

• 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. Rzeczywiste układy wymiennikowe są nieizotermiczne, na których proces wymiany ciepła zachodzi odmiennie. 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 14 K i wynosi ponad 197 kW/m2. Otrzymane wyniki badań są niezbędne przy projektowaniu i wymiarowaniu wysokowydajnych wymienników ciepła pracujących przy zmianie fazy.

EN

The paper deals with boiling heat transfer intensification on non-isothermal heat exchanger surfaces. Multiple research related to heat transfer with phase change on coverings made in different technologies are reported in the literature. The disadvantage of that research is that the results are presented for isothermal surfaces mainly, while the real world heat exchanger units are usually non-isothermal and heat transfer processes differ from that on isothermal ones. The paper presents the results of investigations into a single fin operating in ethanol boiling under ambient pressure. Thermovision camera was used to measure temperature distribution for two specimens: with a smooth surface and mesh-capillary-porous structure superimposed to enhance heat transfer. The measurement system set up for the experiment makes it possible to make an assumption of one-dimensional phenomenon, that is to assume that the temperature change along the fin thickness is negligibly small and can be disregarded. Temperature distributions obtained with thermovision measurements indicate that mesh-capillary-porous covering clearly enhances heat transfer when compared to a smooth surface. On the basis of the axial temperature distribution measured with the thermovision camera, boiling curves has been determined. The maximum difference in the locally rejected heat flux at 14 K superheat is observed an equals 197,3 kW/m2 nearly.

Słowa kluczowe

PL

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

EN

defrosting; boiling heat transfer; fin; capillary-porous structure; hat flux; thermal mapping

• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 4
• Strony: 6313-6319, CD 2
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Tyburczuk, A.

• Politechnika Świętokrzyska, Wydział Inżynierii Środowiska, Geomatyki i Energetyki, Katedra Sieci i Instalacji Sanitarnych, 25-314 Kielce, Al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7,

Bibliografia

• 1. Chaudhry H. N., Hughes B. R., Ghani S. A., A review of heat pipe systems for heat recovery and renewable energy applications, Renewable and Sustainable Energy Reviews vol. 16, 2012.
• 2. http://en.sunpower.com.cn/
• 3. http://www.alyeska-pipeline.com/
• 4. http://www.smartbridge.okstate.edu/
• 5. Jakóbowski P., Budowa, działanie i zastosowanie rurki ciepła. Część 2. Wybrane zastosowania rurek ciepła, Technika Chłodnicza i Klimatyzacyjna vol. 4 – 5, 2009.
• 6. Jakóbowski P., Studium projektowe wraz z oceną techniczną wykorzystania rurki ciepła do podgrzewania gruntu w niskotemperaturowych komorach chłodniczych, Praca Dyplomowa Magisterska 2007, Politechnika Gdańska, Wydział Mechaniczny.
• 7. Mikielewicz J., Praca doktorska na Wydziale Budowy Maszyn pt. Analiza możliwości zastosowania „płynnych żeber” w wysokotemperaturowym rekuperatorze różnociśnieniowym, Politechnika Gdańska 1968.
• 8. Nemec P., Čaja A., Malacho M., Mathematical model for heat transfer limitations of heat pipe, Mathematical and Computer Modelling, vol. 57, 2013.
• 9. Orzechowski T., Determining local values of the heat transfer coefficient on a fin, Experimental Thermal and Fluid, vol. 8, 2007.
• 10. Orzechowski T., Stokowiec K., Wybrane zagadnienia magazynowania ciepła - przegląd stosowanych materiałów, Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja, nr 1, Tom 44, 2013.
• 11. Orzechowski T., Tyburczyk A., Zwierzchowska S., Wybrane zagadnienia w praktyce pomiarów termowizyjnych, INSTAL - teoria i praktyka w instalacjach, nr 1, 2010.
• 12. Orzechowski T., Ziętala K., Wpływ właściwości absorpcyjnych farb na komfort cieplny w pomieszczeniu, Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja, nr 8, Tom 45, 2014.
• 13. Orzechowski T., Zwierzchowska A., Zwierzchowska S., Wymiana ciepła na żebrach z metalowo włóknistym pokryciem kapilarno-porowatym, Inżynieria i Aparatura Chemiczna, nr 6, 2009.
• 14. 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, Ed. by Alan Vaško, Peter Brida, Copyright by University of Žilina, 2009.
• 15. Pioro I.L., Rohsenow W., Doerfer S.S., Nucleate pool-boiling heat transfer. II: assessment of prediction methods, International Journal of Heat transfer, vol. 47, 2004.
• 16. Reay D., Harvey A., The role of heat pipes in intensified unit operations, Applied Thermal Engineering vol. 57, 2013.
• 17. Rubik M., Pompy ciepła w systemach geotermii niskotemperaturowej, Oficyna Wydawnicza Multico, Monografia, Warszawa, 2011.
• 18. Semena M.G., Geršuni A.N., Zaripov V.K., Teplovye truby s metallovoloknistymi kapiljarnymi strukturami, Višč. Škola, Kiev, 1984.
• 19. Vasiliev L. L., Heat pipes in modern heat exchangers, Applied Thermal Engineering, vol. 25, 2005.
• 20. Wiśniewski T. S., Wymiana ciepła, wydanie III, WNT, Warszawa, 1995.