axial
direction, and gas core flow, which is defined as long gas slug
occupied over a length of channel, were observed. As shown in
Fig. 7a, for the inlet section which led the gas–liquid mixture directly
to the micro-channels, large gas bubbles in the chamber
could expand along the channel length, leading to gas core flow
in most channels. The formation of gas core flow is schematically
depicted in Fig. 8. Comparatively, almost all the channels could
be occupied by slug flow, as seen in Fig. 7b, when a piece of foamed
plastic polymer inserted in the inlet section was used to induce the
discrete bubbles before entering the channels.
In this work, the flow pattern results were taken simultaneously
with the heat transfer data. Flow patterns were expected to affect
the heat transfer phenomena. Different flow patterns may give differences
in heat transfer mechanisms during gas–liquid flow. The
effect of flow pattern on heat transfer characteristics is discussed
next.
4.2. Heat transfer results
The average Nusselt numbers were plotted against superficial
Reynolds numbers, as presented in Figs. 9 and 10. As seen in
Fig. 9, the results, as expected, showed monotonous increases of
the Nusselt numbers with the liquid superficial Reynolds numbers.
As also shown in the figure, the Nusselt number increases with
increasing the gas superficial Reynolds number. Hetsroni et al.
[19] studied heat transfer characteristics in the channels of
0.1 mm in size and reported that an increase in gas superficial Reynolds
number involved a decrease in heat transfer, which was
opposite to the present results corresponding to micro-channels
of 0.4 mm in size. The behavior observed by Hetsroni et al. [19]
may be mainly due to, as suggested by Chung and Kawaji [2], significant
effects of surface tension as well as liquid viscosity, which
prohibit agitation of the gas–liquid interface in very small channels.
Such different observations were also reported by Choo and
Kim [21]. Based on their work, the heat transfer results for the
channels with diameters of 0.14 mm and 0.22 mm revealed the
trend similar to that of Hetsroni et al. [19]. On the other hand,
for the 0.33 mm and 0.5 mm channels, Choo and Kim [21] reported
the Nusselt number increasing with increasing the air flow rate.
The effect of flow pattern on gas–liquid heat transfer is shown
in Fig. 10. The Nusselt number was higher for slug flow (Fig. 7b)
than for gas core flow (Fig. 7a). This result indicates that the installation
of a piece of foamed plastic polymer can improve the distribution
of phases in micro-channels. As shown in Fig. 10, the
Nusselt number can be enhanced up to 40% at high flow rates.
The improvement of heat transfer may be mainly attributed to
the small gas slugs contributing to agitation in the liquid film on
the wall.
There have been several factors influencing the two-phase flow
maldistribution in parallel channels. The relevant factors were recently
given in details by Dario et al. [26].
Interestingly, the results based on micro-scale flow boiling
involving complex mechanisms, reported by Ong and Thome [27]
and Saisorn et al. [6], indicated that slug flow appeared with low
heat transfer coefficient in comparison to the vapor core flow.
Fig. 11 illustrates heat transfer enhancement ratio for the present
flow conditions. For slug flow, a heat transfer enhancement up
to 80% was obtained over the single-phase flow.
แกนทิศทางการไหลและก๊าซหลักซึ่งถูกกำหนดให้เป็นกระสุนก๊าซยาวครอบครองกว่าความยาวของช่องทางที่ถูกตั้งข้อสังเกต ดังแสดงในรูปที่ 7a, ส่วนทางเข้าที่นำส่วนผสมของก๊าซของเหลวโดยตรงไปยังช่องทางไมโครฟองก๊าซขนาดใหญ่ในห้องสามารถขยายไปตามความยาวช่องทางที่นำไปสู่การไหลของก๊าซหลักในช่องทางมากที่สุด การก่อตัวของแกนการไหลของก๊าซที่เป็นแผนผังที่ปรากฎในรูป 8. เปรียบเทียบเกือบทุกช่องทางจะถูกครอบครองโดยไหลกระสุนเท่าที่เห็นในรูป 7b เมื่อชิ้นส่วนของโฟมพอลิเมอพลาสติกใส่ไว้ในส่วนขาเข้าถูกใช้ในการก่อให้เกิดฟองอากาศที่ไม่ต่อเนื่องก่อนที่จะเข้าช่องทาง. ในงานนี้ผลการรูปแบบการไหลถูกนำไปพร้อม ๆ กันกับข้อมูลการถ่ายเทความร้อน รูปแบบการไหลคาดว่าจะส่งผลกระทบต่อปรากฏการณ์การถ่ายเทความร้อน รูปแบบการไหลที่แตกต่างกันอาจจะให้ความแตกต่างในกลไกการถ่ายโอนความร้อนในระหว่างการไหลของก๊าซธรรมชาติเหลว ผลของรูปแบบการไหลกับลักษณะการถ่ายเทความร้อนที่จะกล่าวถึงต่อไป. 4.2 การถ่ายเทความร้อนส่งผลให้ตัวเลขเฉลี่ย Nusselt ถูกพล็อตกับผิวเผินตัวเลขนาดส์ที่แสดงในมะเดื่อ 9 และ 10 เท่าที่เห็นในรูป 9 ผลลัพธ์ที่เป็นไปตามคาดจำเจพบว่าเพิ่มขึ้นของตัวเลขNusselt กับตัวเลข Reynolds ของเหลวผิวเผิน. ในฐานะที่เป็นยังแสดงในรูปที่การเพิ่มขึ้นของจำนวน Nusselt กับการเพิ่มจำนวนReynolds ก๊าซตื้น Hetsroni et al. [19] การศึกษาลักษณะการถ่ายเทความร้อนในช่องทางของ0.1 มิลลิเมตรในขนาดและมีรายงานว่าการเพิ่มขึ้นของก๊าซ Reynolds ตื้นจำนวนที่เกี่ยวข้องกับการลดลงของการถ่ายเทความร้อนซึ่งเป็นตรงข้ามกับผลในปัจจุบันที่สอดคล้องกับช่องขนาดเล็ก0.4 มม พฤติกรรมที่สังเกตโดย Hetsroni et al, [19] อาจจะเป็นส่วนใหญ่เนื่องจากการแนะนำโดยจุงและ Kawaji [2] ที่สำคัญผลกระทบของแรงตึงผิวเช่นเดียวกับความหนืดของของเหลวซึ่งห้ามกวนของอินเตอร์เฟซก๊าซธรรมชาติเหลวในช่องขนาดเล็กมาก. สังเกตที่แตกต่างกันดังกล่าวยังได้รับรายงาน โดยชูและคิม[21] ขึ้นอยู่กับการทำงานของพวกเขาผลการถ่ายเทความร้อนสำหรับช่องที่มีเส้นผ่าศูนย์กลาง 0.14 มมมม 0.22 และเผยให้เห็นแนวโน้มที่คล้ายกันกับที่ของHetsroni et al, [19] ในทางกลับกัน, สำหรับ 0.33 มิลลิเมตรและช่อง 0.5 มมชูและคิม [21] รายงานจำนวนNusselt เพิ่มขึ้นกับการเพิ่มอัตราการไหลของอากาศ. ผลของรูปแบบการไหลในการถ่ายเทความร้อนก๊าซธรรมชาติเหลวก็แสดงให้เห็นในรูป 10. จำนวน Nusselt สูงสำหรับการไหลของกระสุน (รูป. 7b) กว่าสำหรับก๊าซไหลหลัก (รูป. 7a) ผลที่ได้นี้แสดงให้เห็นว่าการติดตั้งชิ้นส่วนของพอลิเมอพลาสติกโฟมสามารถปรับปรุงการกระจายของขั้นตอนในช่องทางไมโคร ดังแสดงในรูป 10 จำนวน Nusselt สามารถเพิ่มได้ถึง 40% ที่อัตราการไหลสูง. การปรับปรุงการถ่ายเทความร้อนอาจจะนำมาประกอบส่วนใหญ่จะทากก๊าซขนาดเล็กที่เอื้อต่อการกวนในภาพยนตร์ของเหลวบนผนัง. มีหลายปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อทั้งสอง การไหลของเฟสmaldistribution ในช่องทางคู่ขนาน ปัจจัยที่เกี่ยวข้องที่ได้รับเมื่อเร็ว ๆ นี้ได้รับในรายละเอียดโดยริโอ, et al [26]. ที่น่าสนใจผลที่อยู่บนพื้นฐานของการไหลขนาดเล็กขนาดเดือดที่เกี่ยวข้องกับกลไกที่ซับซ้อนรายงานโดยองค์และ Thome [27] และ Saisorn et al, [6] ชี้ให้เห็นว่าการไหลของกระสุนปรากฏต่ำค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนในการเปรียบเทียบกับการไหลของแกนไอ. รูป 11 แสดงให้เห็นถึงอัตราการเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนสำหรับปัจจุบันสภาพการไหล สำหรับการไหลของกระสุน, การเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนขึ้นถึง80% ที่ได้รับมากกว่าการไหลของเฟสเดียว
การแปล กรุณารอสักครู่..
แนว
และอัตราการไหลของแก๊สหลัก ซึ่งหมายถึงกระสุนแก๊สยาว
ว่างกว่าความยาวของช่อง พบว่า ดังแสดงในรูปที่ 0
, ปากน้ำส่วนที่นำ–ก๊าซเหลวผสมโดยตรง
ไปยังช่องสัญญาณขนาดเล็กขนาดใหญ่ฟองแก๊สในห้อง
สามารถขยายได้ตามช่องทาง ความยาว ทำให้เกิดก๊าซหลักไหล
ในช่องที่สุด การไหลของแก๊สหลักคือแผนผัง
แสดงในรูปที่ 8 ซึ่งเกือบทุกช่องทางที่สามารถ
ถูกครองโดยกระสุนไหล ตามที่เห็นในรูป 7b เมื่อชิ้นส่วนของโฟมพอลิเมอร์พลาสติก
แทรกอยู่ในส่วนขาเข้าถูกใช้เพื่อก่อให้เกิดฟองอากาศต่อเนื่องก่อนเข้าช่อง
.
ในงานนี้ ผลลัพธ์ รูปแบบการไหลถ่ายพร้อมกัน
กับข้อมูลการถ่ายโอนความร้อน . รูปแบบการไหลที่ถูกคาดว่าจะมีผลต่อ
ถ่ายโอนความร้อนของปรากฏการณ์ รูปแบบการไหลที่แตกต่างกันอาจจะให้กลไกการถ่ายเทความร้อนระหว่างความแตกต่าง
ในการไหลของของเหลวและก๊าซ
ผลของรูปแบบการไหลในลักษณะการถ่ายเทความร้อนจะกล่าวถึงต่อไป
.
4.2 . ผลการถ่ายเทความร้อนเฉลี่ยค่า
เลขกำลังงัดข้อกับผิวเผิน Reynolds หมายเลขที่นำเสนอในผลมะเดื่อ . 9 และ 10 ตามที่เห็นในรูปที่ 9
, ผลลัพธ์ , ตามที่คาดไว้ ,พบว่าการเพิ่มขึ้นของตัวเลขที่มีค่าน่าเบื่อ
น้ำตื้นหมายเลข .
ตามที่แสดงในรูป , Nusselt Number เพิ่มขึ้น
เพิ่มก๊าซ เรย์โนลด์นัมเบอร์ hetsroni et al .
[ 19 ] ศึกษาคุณลักษณะการถ่ายเทความร้อนในช่อง
0.1 มิลลิเมตรในขนาดและรายงานการเพิ่มก๊าซ เรย์โนลด์
เลขที่เกี่ยวข้องกับการลดลงในการถ่ายเทความร้อน ซึ่งตรงข้ามกับปัจจุบัน ผลที่สอดคล้องกัน
( ช่อง 0.4 มม. ขนาด พฤติกรรมที่สังเกตได้โดย hetsroni et al . [ 19 ]
อาจจะเนื่องจากเป็นและแนะนำโดยชอง kawaji [ 2 ] อย่างมีนัยสำคัญ
ของแรงตึงผิวรวมทั้งความหนืดของเหลว ซึ่ง
ห้ามปั่นป่วนของก๊าซของเหลวและอินเตอร์เฟซในช่องเล็กๆ
เช่นที่แตกต่างกันสังเกตยังรายงาน โดยชูและ
คิม [ 21 ] ขึ้นอยู่กับงานของพวกเขา , การถ่ายโอนความร้อนผล
ช่องทางกับเส้นผ่าศูนย์กลางของ 0.14 มิลลิเมตรและ 0.22 มม. เปิดเผย
แนวโน้มคล้ายกับที่ของ hetsroni et al . [ 19 ] บนมืออื่น ๆ ,
สำหรับ 0.33 มม. 0.5 มิลลิเมตร และช่อง ชู และ คิม [ 21 ] รายงาน
Nusselt Number ที่เพิ่มขึ้น ด้วยการเพิ่มอัตราการไหลของอากาศ .
ผลของรูปแบบการไหลของก๊าซและของเหลวการถ่ายโอนความร้อนแสดง
ในรูปที่ 10 จํานวนค่าสูงสำหรับกระสุนไหล ( ภาพที่ 7b )
กว่า อัตราการไหลของแก๊สหลัก ( รูปที่ 68 ) ผลที่ได้นี้แสดงว่าการติดตั้ง
ของชิ้นส่วนของโฟมพอลิเมอร์พลาสติกสามารถปรับปรุงการกระจาย
ขั้นตอนในช่องไมโคร ดังแสดงในรูปที่ 10
จำนวนท่อที่สามารถเพิ่มได้ถึง 40 % ที่อัตราการไหลสูง
การปรับปรุงการถ่ายโอนความร้อน อาจจะส่วนใหญ่เกิดจาก
ทากให้เกิดความปั่นป่วนในขนาดเล็กก๊าซของฟิล์มของของเหลวในผนัง
.
มีหลายปัจจัยที่มีผลต่อการไหลสองสถานะ
การแบ่งปันที่ไม่เหมาะสมหรือไม่เพียงพอ ในช่องทางคู่ขนาน ปัจจัยที่เกี่ยวข้องล่าสุด
ให้รายละเอียดโดย Dario et al . [ 26 ] .
น่าสนใจ ผลที่ได้จากการต้ม
ขนาดไมโครที่เกี่ยวข้องกับกลไกที่ซับซ้อนและรายงานโดย โอง thome [ 27 ]
และ สมาน et al . [ 6 ] พบว่ากระสุนไหลปรากฏน้อย
สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนในการเปรียบเทียบกับไอแกน
รูปที่ 11 แสดงอัตราการไหล ถ่ายเทความร้อนสำหรับเงื่อนไขการไหลปัจจุบัน
สำหรับกระสุนไหล , การถ่ายเทความร้อนขึ้น
ถึง 80% ได้มากกว่าหนึ่งเฟส ไหล
การแปล กรุณารอสักครู่..