مدلسازی و بررسی تجربی جریان اجباری تشکیل برفک روی سطح سرد خمیده

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی

2 صنعتی امیرکبیر

3 دانشگاه صنعتی امیرکبیر

چکیده

تشکیل برفک اثرات مهمی در بسیاری از زمینه‌ها از جمله صنعت تبرید، تهویه مطوع، حمل و نقل هوایی و غیره دارد. هنگامی که هوای مرطوب نزدیک سطح سرد به دمای زیر دمای انجماد آب برسد برفک تشکیل می‌شود. تشکیل برفک یک پدیده گذر پیچیده‌ای می‌باشد که انواع مکانیزم‌های انتقال حرارت و جرم به طور همزمان در حال وقوع است. در این کار توسعه تشکیل برفک در استوانه افقی تحت جابجایی اجباری به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. یک سیستم آزمایشگاهی تشکیل برفک در سطح استوانه سرد همراه با تونل باد راه اندازی شده است و تاثیر دمای سطح سرد، دمای هوا، سرعت هوا و رطوبت نسبی بر روی ضخامت و چگالی برفک مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد، با افزایش رطوبت هوا و کاهش دمای سطح، ضخامت برفک افزایش می‌یابد و چگالی برفک کمتر می‌شود. همچنین با افزایش دمای هوای محیط و کاهش سرعت هوا، ضخامت برفک کاهش می‌یابد و چگالی برفک کمتر می‌شود. در نهایت یک رابطه همبستگی بر اساس داده‌های آزمایشگاهی و تاثیر پارامترها برای ضخامت برفک مورد بررسی قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Modeling and Experimental study of force convection frost formation over a curved surface

نویسندگان [English]

  • behrooz behroozi 1
  • Hassan Basirat Tabrizi 2
  • Ebrahimi Damangir 3
1 K. N. Toosi University of Technology
2 Professor of Mechanical Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran
3 Assistant Professor of Mechanical Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

Frost formation has important effects in many fields, such as refrigeration industry, air-conditioning, aviation, etc. The frost develops when a humid air comes into contact with a cooler surface then to its freezing point. Frost formation is a complicated transient phenomenon in which a variety of heat and mass transfer mechanisms are taking place simultaneously. In this work development of frost on horizontal cylinder in force convection conditions was investigated experimentally. An experimental system of frost formation on cold cylinder surface whit wind tunnel was set up and the effects of cold surface temperature, air temperature, air velocity and air relative humidity on frost thickness and density were studied. Result shows that as relative humidity increased and surface temperature decreased, frost thickness increased and frost density decreased. Also as air temperature increased and air velocity decreased, frost thickness and frost density decreased. On top of and at the bottom of cylinder, frost thickness is minimum and at the behind of cylinder, frost thickness is maximum. Finally presentation of a correlation based on experimental data and effective parameters have studied.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cold Cylinder
  • Heat and Mass Transfer
  • Frost
  • Force Convection