Wymiana ciepła przy wrzeniu na żebrze z pokryciem metalowo-włóknistym

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.

---

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.