V poslední době přenos tepla impaktním prouděním získává značnou pozornost, protože spousta aplikací využívá jeho velkých tepelných toků při ohřevu nebo chlazení. Existuje celá řada parametrů, která má vliv na rychlost přenosu tepla. Pro návrh a optimalizaci chlazení nebo ohřevu tryskou je třeba tyto parametry charakterizovat. V této práci je srovnání hodnot získaných jak numerickou simulací, tak i měřením. Pro měření bylo sestaveno experimentální zařízení, kterým byly zjištěny hodnoty součinitele přestupu tepla na ploše pod tryskou a v její těsné blízkosti. Tryska byla tvořená pěti rovnoběžnými otvory, z nichž proudil suchý vzduch kolmo na vyhřívanou desku osazenou čidlem teploty a součinitele přestupu tepla. Zkoumány byly hodnoty pro tři různé vzdálenosti trysky od desky a pro tři různé průtoky vzduchu. Ze získaných dat můžeme porovnat numerickou simulaci s měřením a určit nastavení parametrů pro požadované hodnoty součinitele přestupu tepla na chlazení nebo ohřev.
Anotace v angličtině
Recently impinging convection heat transfer is gaining considerable attention, because a lot of applications are using its large heat flows in heating or cooling. There are many parameters that affect the rate of heat transfer. For the design and optimization of cooling or heating by a nozzle it is necessary to characterize these parameters. This study compares the values obtained by both numerical simulations and measurements. For the measurement an experimental device was built, by which the values of the heat transfer coefficient on the surface below the nozzle and in close proximity were determined.
The nozzle was formed by five parallel holes, out of which was flowing dry air perpendicularly onto the heating plate fitted with a temperature sensor and heat transfer coefficient. The values were examined for three different distances of the nozzle from the plate and for three different airflows. From the collected data numerical simulations can be compared with measurements to determine the parameters for the desired value of heat transfer coefficient for cooling or heating.
Klíčová slova
Impaktní proudění, součinitel přestupu tepla
Klíčová slova v angličtině
Heat transfer coefficient, impact of flow
Rozsah průvodní práce
79
Jazyk
CZ
Anotace
V poslední době přenos tepla impaktním prouděním získává značnou pozornost, protože spousta aplikací využívá jeho velkých tepelných toků při ohřevu nebo chlazení. Existuje celá řada parametrů, která má vliv na rychlost přenosu tepla. Pro návrh a optimalizaci chlazení nebo ohřevu tryskou je třeba tyto parametry charakterizovat. V této práci je srovnání hodnot získaných jak numerickou simulací, tak i měřením. Pro měření bylo sestaveno experimentální zařízení, kterým byly zjištěny hodnoty součinitele přestupu tepla na ploše pod tryskou a v její těsné blízkosti. Tryska byla tvořená pěti rovnoběžnými otvory, z nichž proudil suchý vzduch kolmo na vyhřívanou desku osazenou čidlem teploty a součinitele přestupu tepla. Zkoumány byly hodnoty pro tři různé vzdálenosti trysky od desky a pro tři různé průtoky vzduchu. Ze získaných dat můžeme porovnat numerickou simulaci s měřením a určit nastavení parametrů pro požadované hodnoty součinitele přestupu tepla na chlazení nebo ohřev.
Anotace v angličtině
Recently impinging convection heat transfer is gaining considerable attention, because a lot of applications are using its large heat flows in heating or cooling. There are many parameters that affect the rate of heat transfer. For the design and optimization of cooling or heating by a nozzle it is necessary to characterize these parameters. This study compares the values obtained by both numerical simulations and measurements. For the measurement an experimental device was built, by which the values of the heat transfer coefficient on the surface below the nozzle and in close proximity were determined.
The nozzle was formed by five parallel holes, out of which was flowing dry air perpendicularly onto the heating plate fitted with a temperature sensor and heat transfer coefficient. The values were examined for three different distances of the nozzle from the plate and for three different airflows. From the collected data numerical simulations can be compared with measurements to determine the parameters for the desired value of heat transfer coefficient for cooling or heating.
Klíčová slova
Impaktní proudění, součinitel přestupu tepla
Klíčová slova v angličtině
Heat transfer coefficient, impact of flow
Zásady pro vypracování
Množství technologií je dnes závislých na konvektivním ohřevu. Jednou z nejintenzivnějších metod ohřevu je využití impaktního proudu tekutiny. Cílem práce je provést měření součinitele přestupu tepla na stávajícím experimentálním zařízení. Součástí práce budou dle dohody i numerické simulace sledovaných procesů.
Práce by měla odpovídat následující struktuře:
Rešerše prací, které se zabývají zvolenou problematikou.
Rozbor úlohy, návrh experimentů.
Sestavení experimentálního zařízení, provedení experimentů.
Příprava modelu pro simulaci děje použitím FVM.
Numerická simulace ohřevu impaktním proudem.
Porovnání výsledků experimentů a numerických simulací. Diskuse výsledků.
Zásady pro vypracování
Množství technologií je dnes závislých na konvektivním ohřevu. Jednou z nejintenzivnějších metod ohřevu je využití impaktního proudu tekutiny. Cílem práce je provést měření součinitele přestupu tepla na stávajícím experimentálním zařízení. Součástí práce budou dle dohody i numerické simulace sledovaných procesů.
Práce by měla odpovídat následující struktuře:
Rešerše prací, které se zabývají zvolenou problematikou.
Rozbor úlohy, návrh experimentů.
Sestavení experimentálního zařízení, provedení experimentů.
Příprava modelu pro simulaci děje použitím FVM.
Numerická simulace ohřevu impaktním proudem.
Porovnání výsledků experimentů a numerických simulací. Diskuse výsledků.
Seznam doporučené literatury
\matsymb{lbrack}1\matsymb{rbrack} LIENHARDT, J., H., LIENDHARDT, J.,H., 2005. A Heat Transfer Textbook. Phlogiston Press, MIT.
\matsymb{lbrack}2\matsymb{rbrack} RIEGER, F., ŠESTÁK, J., 1996. Přenos hybnosti, tepla a hmoty. Praha: ČVUT.
\matsymb{lbrack}3\matsymb{rbrack} Ansys Fluent. FLUENT 6.3 User's Guide.
\matsymb{lbrack}4\matsymb{rbrack} BRUNN, H., H., 1995. Hot-wire anemometry: principles and signal analysis. Oxford University Press.
\matsymb{lbrack}5\matsymb{rbrack} TU Liberec, KEZ. Technické zprávy 2012-2014. Liberec: TUL.
Seznam doporučené literatury
\matsymb{lbrack}1\matsymb{rbrack} LIENHARDT, J., H., LIENDHARDT, J.,H., 2005. A Heat Transfer Textbook. Phlogiston Press, MIT.
\matsymb{lbrack}2\matsymb{rbrack} RIEGER, F., ŠESTÁK, J., 1996. Přenos hybnosti, tepla a hmoty. Praha: ČVUT.
\matsymb{lbrack}3\matsymb{rbrack} Ansys Fluent. FLUENT 6.3 User's Guide.
\matsymb{lbrack}4\matsymb{rbrack} BRUNN, H., H., 1995. Hot-wire anemometry: principles and signal analysis. Oxford University Press.
\matsymb{lbrack}5\matsymb{rbrack} TU Liberec, KEZ. Technické zprávy 2012-2014. Liberec: TUL.