کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7055374 1458041 2016 9 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Evaporative thermal resistance and its influence on microscopic bubble growth
ترجمه فارسی عنوان
مقاومت حرارتی تبخیری و تاثیر آن در رشد حباب میکروسکوپی
کلمات کلیدی
مقاومت حرارتی تبخیری، میکرولیارد، رشد حباب، غلیان،
ترجمه چکیده
شبیه سازی تشکیل حباب های بخار کوچک نشان می دهد که میزان رشد حباب بسیار حساس به میزان تبخیر میکرو لایه مایع زیر حباب است. چنین تبخیری سریع است و به وسیله شار حرارتی بزرگ از طریق لایه مایع ناز ایجاد شده توسط تغییر درجه حرارت بین رابط مایع جامد و دمای اشباع در داخل حباب مدل می شود. با این حال، استفاده از این روش برای اندازه گیری های اخیر آزمایش یونگ و کیم نتایج غیرمستقیم تولید کرد. در این مقاله ما نشان می دهیم که یک مدل شار حرارتی میکرو لایه که حاوی مقادیری برای مقاومت حرارتی تبخیری محدود است، می تواند این ناهنجاری ها را از بین ببرد. این مقاومت حرارتی تبخیری نتیجه یک دینامیک مولکولی نزدیک به رابط است که با کمیتی معروف به «ضریب تبخیر» مشخص می شود. در حالی که در بیشتر عملیات مهندسی مقاومت حرارتی تبخیری نسبت به مقاومت رسانشی کوچک است، در اینجا با ضخامت میکرو لایه از چند میکرون به صفر، از اهمیت زیادی برخوردار می شود. انتخاب یک ضریب تبخیر مولکولی برای بازگرداندن سازگاری به اندازه گیری های غیرمعمول اجازه می دهد تا یک مقدار عددی قابل اعتماد به دست آورد. برای چندین بار و چندین مورد بررسی شده، مقدار نسبتا ثابت بین 0.02 و 0.1 نشان داده شده است (برای آب اشباع شده در شرایط آزمایشگاهی)، که خود با مقادیر قبلی مقادیر این مقدار نسبتا دشوار سازگار است. نشان داده شده است که مقاومت تبخیری همیشه یک قطعه بزرگ از مقاومت هدایت کننده را نشان می دهد و برای مراحل مهم فرآیند آن را غالب می کند. نیاز به وارد کردن این پدیده در مدل های میکرو لایه ای که در تجزیه و تحلیل حباب استفاده می شود روشن است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی جریان سیال و فرایندهای انتقال
پیش نمایش مقاله
مقاومت حرارتی تبخیری و تاثیر آن در رشد حباب میکروسکوپی
چکیده انگلیسی
Simulations of the formation of small steam bubbles indicate that the rate of growth of bubbles is very sensitive to the rate of evaporation of the micro-layer of liquid beneath the bubble. Such evaporation is rapid, and is modelled as being driven by the large heat flux through the thin liquid layer caused by the difference in temperature between the solid-liquid interface, and the saturation temperature in the interior of the bubble. However, application of this approach to recent experimental measurements of Jung and Kim generated anomalous results. In this paper we demonstrate that a model of the micro-layer heat flux that includes an allowance for the finite evaporative thermal resistance is able to eliminate these anomalies. This evaporative thermal resistance is a consequence of near-interface molecular dynamics, characterised by a quantity termed 'evaporation coefficient'. Whilst in most engineering applications evaporative thermal resistance is small compared to conductive resistance, here, with the micro-layer thickness ranging from a few microns down to zero, it becomes of considerable importance. Selection of a molecular 'evaporation coefficient' to restore consistency to the anomalous measurements allows a plausible numerical value to be inferred. For the several times and multiple locations studied, a fairly consistent value of between 0.02 and 0.1 is indicated, (for saturated water in laboratory conditions), which itself is consistent with earlier literature values of this rather difficult quantity. It is shown that the evaporative resistance always represents a large fraction of the conductive resistance, and for important phases of the process dominates it. The need for inclusion of this phenomenon in the micro-layer models used in bubble analysis is clear.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: International Journal of Heat and Mass Transfer - Volume 101, October 2016, Pages 733-741
نویسندگان
, , , ,