Analysis of heat transfer in spray cooling systems using numerical simulations
Notice bibliographique
Résumé
The impingement of sprays onto dry and wet walls and the associated heat transfer occurs in many engineering applications. These applications include internal combustion engines, gas turbines, spray drying, spray coating and spray cooling. The fluid dynamics and heat transfer characteristics of liquid films created by spray impingement are very complex and determining the underlying physics requires fundamental studies. In this study, an efficient and practical approach is devised for tackling many aspects of the spray cooling process. The computational fluid dynamics (CFD) methodology used here includes numerous droplets and it is designed to predict the spray-wall impact outcome based on reliable correlations. Even though it is not an exact representation of the interaction between the spray and the liquid layer due to computational considerations, it provides an acceptable picture of the transport phenomena. The STAR-CCM+ CFD code has been used to solve continuity, momentum, and energy equations coupled with a Lagrangian-Eulerian solver capable of simulating droplets as well as thin fluid film. The model is validated against relevant experimental data available in the literature and good agreement is observed for heat transfer coefficient (HTC) values for cases involving spray impact and fluid film formation over a flat solid surface. The effect of mass flux and spray Reynolds number on the spray behaviour has been studied. The model is extended to predict the cooling performance of sealed cans containing hot liquids when the cans are cooled by the impingement of spray formed from a cold liquid. The CFD results are compared with field data obtained at Heinz Canada, Leamington, ON. The effect of the can rotational speed on the cool-down behaviour is investigated. The results show that there is an optimum rotational speed beyond which the heat transfer enhancement will not be as significant. This research is the first study which solves the transport phenomena of fluid and heat outside, through and inside a sealed solid can containing a hot liquid while being cooled by the spray of a cold liquid.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».