Evaporative mass transfer in turbulent forced convection duct flows
1987; Elsevier BV; Volume: 30; Issue: 2 Linguagem: Inglês
10.1016/0017-9310(87)90109-8
ISSN1879-2189
Autores Tópico(s)Particle Dynamics in Fluid Flows
ResumoExperiments were performed to determine the mass transfer characteristics for evaporation from partially filled pans of distilled water recessed in the floor of a flat rectangular duct through which turbulent air flow was passed. During the course of the experiments, parametric variations were made of the Reynolds number of the air flow, the streamwise length of the pan, and the distance between the top of the pan and the water surface (hereafter referred to as the step height). For all of the operating conditions of the experiments, the measured Sherwood numbers were well correlated with the Reynolds number provided that the step height was used as the characteristic dimension. Guided by analytical considerations, a second correlation was constructed which provides Sherwood number predictions for operating conditions corresponding to pans longer than those used in the present experiments. By making use of the analogy between heat and mass transfer, it was shown how Nusselt numbers can be obtained from the Sherwood number correlations. Des expériences veulent déterminer les caractéristiques du transfert massique par évaporation à partir de bacs remplis d'eau distillée placés dans le plancher d'un canal rectangulaire traversé par un écoulement d'air turbulent. Pendant les expériences, des variations paramétriques sont faites sur le nombre de Reynolds de l'écoulement d'air, la longueur longitudinale du bac et la distance entre le sommet du bac et la surface libre de l'eau (par la suite appelée la hauteur d'échelon). Pour toutes les conditions opératoires, les nombres de Sherwood mesurés sont très bien unifiés à l'aide du nombre de Reynolds tant que la hauteur d'échelon est prise comme dimension caractéristique. A partir de considérations analytiques une seconde corrélation est établie qui fournit la prévision du nombre de Sherwood pour des conditions correspondant à des bacs plus longs que ceux utilisés dans ces expériences. En appliquant l'analogie entre les transferts de masse et de chaleur, on montre comment les nombres de Nusselt peuvent être obtenus à partir des nombres de Sherwood. Es werden Experimente zur Bestimmung des Stoffübergangsverhaltens bei der Verdunstung an teilweise mit destilliertem Wasser gefüllten Wannen durchgeführt, die in den Boden eines flachen rechtwinkligen Kanals einglassen sind. Im Kanal herrscht turbulente Luftströmung. Bei den Experimenten wurden die Reynolds-Zahl der Luftströmung, die Länge der Wannen in Strömungsrichtung und der Abstand zwischen Wannenoberkante und Wasseroberfläche (künftig als Stufenhöhe bezeichnet) variiert. Bei allen Betriebszuständen konnte die durch Messungen bestimmte Sherwood-Zahl gut mit der Reynolds-Zahl korreliert werden, vorausgesetzt die Stufenhöhe wurde als charakteristische Länge verwendet. Durch analytische Betrachtungen wurde eine zweite Korrelationsgleichung zur Berechnung der Sherwood-Zahl für Betriebszustände an Wannen, die gröβer sind als die in den vorliegenden Experimenten verwendeten, aufgestellt. Unter Verwendung der Analogie zwischen Wärme- und Stofftransport kann gezeigt werden, wie Nusselt-Zahlen aus den Korrelationen für die Sherwood-Zahl gewonnen werden können. Bыпoлнeны экcпepимeнты пo oпpeдeлeнию чapaктepиcтик мaccoпepeнoca пpи иcпapeнии из чacтичнo зaпoлнeнныч диcтиллиpoвaннoй вoдoй плocкич yглyблeний в днищe птpямoyгoльнoгo кaнaлa, чepeз кoтopый пpoпycкaлcя тypбyлeнтиый пoтoк вoздyчa. B чoдe экcпepимeнтoв измeнялиcь чиcлo Peйнoльдca для пoтoкa вoздyчa, длинa плocкoгo yглyблeния и paccтoяниe мeждy выcoтoй yглyблeния и пoвepчнocтью вoды (нaзывaeмoe в дaльнeйшeм выcoтoй ycтyпa). Пpи вceч peжимныч ycлoвияч пpoвeдeния экcпepимeнтa измepeнныe энaчeния чиcлa Шepвyдa чopoшo кoллeлиpoвaлиcь co знaчeниями чиcлa Peйнoльдca, кoгдa выcoтa ycтyпa иcпoльзoвaлacь в кaчecтвe чapaктepнoгo paзмepa. Ha ocнoвe aнaлитичecкич pacчeтoв пpeдлoжeнo eщe oднo кpитepиaльнoe cooтиoшeниe, пoзвoляющee oпpeдeлять чиcлa Шepвyдa для бoлee пpoтяжeнныч yглyблeний. Ha ocнoвe aиaлoгии мeждy пepeнocoм тeплa и мaccы пoкaзaнa вoзмoжиocть oпpeдeлeния чиceл Hycceльтa из cooтнoшeний для чиcлa Шepвyдa.
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