Khảo sát thực nghiệm dòng phun thẳng đứng vuông góc lên mặt phẳng

Bài viết này cung cấp những thảo luận chung về tính chất của dòng phun tia, biểu đồ hệ số Nu về truyền nhiệt. Trong nghiên cứu này chúng tôi khảo sát hình ảnh nhiệt và số Nu của cấu hình dòng phun đơn theo phương đứng vuông góc lên bề mặt phẳng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khảo sát thực nghiệm dòng phun thẳng đứng vuông góc lên mặt phẳngTuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8 KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM DÒNG PHUN THẲNG ĐỨNG VUÔNG GÓC LÊN MẶT PHẲNG Nguyễn Anh Tuấn Trường Đại học Thủy lợi, email: tuan_na_mxd@tlu.edu.vn1. GIỚI THIỆU CHUNG Đã có rất nhiều nghiên cứu về dòng phun tác động lên bề mặt được công bố. Nổi bật Hiện nay, việc phun dòng chất lưu tác nhất là bài báo khảo sát của Zuckerman vàđộng lên bề mặt được ứng dụng rộng rãi Lior. Bài báo này cung cấp những thảo luậntrong các ứng dụng công nghiệp như hệ chung về tính chất của dòng phun tia, biểu đồthống làm mát về hệ thống sấy. Khi tác động hệ số Nu về truyền nhiệt. Trong nghiên cứuvào bề mặt nó có khả năng loại bỏ một lượng này chúng tôi khảo sát hình ảnh nhiệt và sốnhiệt lớn trên diện tích bề mặt tương đối nhỏ. Nu của cấu hình dòng phun đơn theo phươngThêm vào đó, một trong những ưu điểm nổi đứng vuông góc lên bề mặt phẳng.bật của dòng phun lên bề mặt đó là nó có khảnăng điều chỉnh và kiểm soát hiệu suất truyền 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUnhiệt bằng cách điều chỉnh các thông số thiếtkế như biên dạng bề mặt, tốc độ phun,khoảng cách từ vòi phun tới bề mặt và chấtlưu sử dụng (Hình 1). Hình 1. Cấu hình dòng phun lên bề mặt Các ứng dụng phổ biến của dòng phun tianhư: làm mát cánh tuabin, làm mát trong sản Hình 2. Thiết kế 3D của bể thí nghiệmxuất thép, làm mát linh kiện điện tử, CPUmáy tính (trong các máy trạm). Ngoài ra Phương pháp thực nghiệm được sử dụngtrong quân sự dòng phun tia được sử dụng để trong nghiên cứu này. Một bể thí nghiệmlàm mát bệ phóng tên lửa, sàn tàu sân bay, bằng kính trong được thiết kế (hình 2). Bêngương phản xạ vũ khí lazer; trong y tế nó trong bể lắp đặt một tấm kim loại nhômđược dùng để làm mát thiết bị chụp X-quang, 99,9% với kích thước 2902906mm. Độsấy khô giấy, vải và ủ thủy tinh. dẫn nhiệt của nhôm 244W/m.°K. Hai thanh Do tính ứng dụng khá rộng trong nhiều gia nhiệt hình chữ L công suất 2kW đặt phíalĩnh vực kỹ thuật nên dòng phun tia được rất dưới tấm kim loại để làm nóng tấm lên nhiệtđược quan tâm nghiên cứu. độ khoảng 80C. Một hệ thống luân chuyển 12 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8dòng chất lỏng từ bể làm lạnh đến ống phunbằng nhựa trong acrylic có đường kính trongD = 6mm. Một biến tần điều chỉnh tốc độvòng quay của bơm để điều khiển tốc độphun của dòng chất lỏng. Để xác định vận tốcdòng trong đường ống phun, một cảm biếnlưu lượng FD-5M (Keyence, Nhật Bản) đượclắp trên hệ thống đường ống. Chất lỏng đượcsử dụng trong hệ thống này là nước sạch (a) Re = 7000, H/D= 1được duy trì ở nhiệt độ 20C trong bể chứacó hệ thống kiểm soát nhiệt độ. Khi cho bơm hoạt động, chất lỏng có nhiệtđộ 20C được phun lên bề mặt kim loại nungnóng với nhiệt độ khoảng 80C. Một cameranhiệt hồng ngoại Uti172S, độ phân giải IR =12090 pixels được bố trí phía dưới đáy bểthí nghiệm để chụp ảnh phân bố nhiệt độ trên (b) Re = 10000, H/D = 1bề mặt tấm kim loại khi dòng chất lỏng đượcphun lên tấm theo phương thẳng đứng. (c) Re = 12000, H/D = 1 Hình 3. Thực hiện thí nghiệm thực tế3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Khi chất lỏng được phun vào bề mặt kim (d) Re = 15000, H/D = 1loại theo phướng thẳng đứng từ trên xuốngtrên bề mặt kim loại sẽ hình thành một lớpchất lỏng (lớp biên). Chiều dày lớp biên phụthuộc vào đặc tính của chất lưu, tốc độ dòng,khoảng cách phun. Khả năng truyền nhiệt phụthuộc vào chiều dày lớp biên này. Khi chấtlỏng va đập vào bề mặt kim loại, chất lỏngchảy trên bề mặt kim loại lan ra bên ngoàitheo hướng kính hình thành một vành chất (e) Re = 18000, H/D = 1lỏng (bước nhảy thủy lực) bánh kính của vànhchất lỏng này cũng phụ thuộc vào đặc tính của Hình 4. Hình ảnh chụp dòng và trườngchất lỏng, vận tốc phun, khoảng cách phun. phân bố nhiệt độ trên bề mặt kim loại 13Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8 Hình ảnh chụp trường ...