view in publisher's site

A systematic investigation of the fouling induction phenomena with artificial crystal structures and distributions

Highlights•Fouling layer mesoscale crystal structures do affect heat transfer performance.•Crystal structure induced heat transfer enhancement in fouling induction stage.•Nusselt number ratio is a promising indicator to reveal enhancement mechanism.•Design of structured heat-exchange surfaces with superb performance.AbstractIt has been a challenge to understand the negative fouling resistance during the induction stage of many crystallization fouling processes. The evolution of complex fouling layer structure (i.e., mesoscale crystal structure) and its intricate interaction with heat and momentum transfer in a heat exchanger are extremely difficult to be rigorously tracked experimentally. In this work, a 3D computational fluid dynamics (CFD) model was developed for the induction stage of fouling in a microscale channel. The growth of crystals with artificially designed structures at the micrometer scale has been explicitly modeled and coupled with flow dynamics and heat transfer. This model offers unique opportunities to investigate a variety of crystal structures that include the density, distribution, shape, orientation, and growth schemes. Dominant mechanisms of heat transfer enhancement during the induction stage have been demonstrated by the quantification and analysis of Nusselt number ratios. Moreover, quantitative findings in this work can be used to guide the design of high-performance heat transfer facilities.Graphical abstractDownload high-res image (206KB)Download full-size image

بررسی سیستماتیک پدیده تحریک گرفتگی با ساختار و توزیع کریستال مصنوعی

کاره‌ای مهم: لایه Fouling در میان ساختارهای بلور، عملکرد انتقال گرما را تحت‌تاثیر قرار می‌دهند. ساختار بلوری باعث افزایش انتقال حرارت در مرحله تحریک گرفتگی می‌شود. نسبت عدد Nusselt یک شاخص امیدوارکننده برای آشکار کردن مکانیسم افزایش است. طراحی سطوح تبادل گرمایی ساختار یافته با ractIt performance.Abst، چالشی برای درک مقاومت منفی رسوب در طول مرحله القای بسیاری از فرایندهای رسوب گرفتگی است. تکامل ساختار لایه گرفتگی پیچیده (به عنوان مثال، ساختار بلور میان مقیاس)و برهمکنش پیچیده آن با انتقال گرما و حرکت در یک مبدل حرارتی بسیار مشکل است که به طور تجربی ردیابی شود. در این کار، یک مدل سه‌بعدی دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)برای مرحله القای گرفتگی در یک کانال microscale توسعه داده شد. رشد بلور با ساختارهای مصنوعی در مقیاس میکرومتری به طور صریح مدل‌سازی شده و با دینامیک جریان و انتقال حرارت همراه شده‌است. این مدل فرصت‌های منحصر به فرد برای بررسی انواع ساختارهای بلوری که شامل چگالی، توزیع، شکل، جهت گیری و طرح‌های رشد می‌شوند را ارایه می‌دهد. مکانیسم غالب افزایش انتقال گرما در طول مرحله القا با کمی سازی و آنالیز نسبت عدد Nusselt نشان‌داده شده‌است. علاوه بر این، یافته‌های کمی در این کار را می توان برای هدایت طراحی تصویر انتقال گرما با عملکرد بالا (۲۰۶ کیلوبایت)از تصویر با اندازه کامل استفاده کرد.

ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.