STUDY OF THE HYDRODYNAMICS OF THE LIQUID FILM FLOW ON A VERTICAL SURFACE WITH LONGITUDINAL FINNING

Authors

DOI:

https://doi.org/10.20535/1813-5420.4.2019.207097

Keywords:

liquid film, longitudinal finning, minimum irrigation density, contact angle, intensification of heat and mass transfer processes

Abstract

The features of the flow of a liquid film on a vertical surface with longitudinal ribs are considered. The forces that are present in the liquid film in the absence of interfacial friction between the liquid and the gas medium are analyzed. Dependencies are obtained that describe the shape of the surface of the fluid in the space between fins. It was shown that when the irrigation density is greater than the minimum at which the finned surface is guaranteed to be completely wetted (the minimum film thickness in the middle between the fins is greater than zero), the surface of the liquid film has a shape with smooth curvature. Depending on the specific transverse geometric dimensions of the pipe, the ribs and the gaps between the ribs, the surface of the liquid can have either a concave or convex shape. The results obtained make it possible to determine the boundary conditions on the interphase surface (liquid - gas), which are necessary for analytical and experimental studies of hydrodynamics and heat and mass transfer during fluid flow along a vertical fin surface.

References

Xuehu Ma, A. Briggs, J. Rose. Heat transfer and pressure drop characteristics for condensation of R113 in a vertical micro-finned tube with wire insert. International communications in heat and mass transfer. 2004, Vol. 31, № 5, pp. 619-627.

Park, I.S. Numerical analysis for flow, heat and mass transfer in film flow along a vertical fluted tube. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2010, 53(1-3), pp. 309–319.

Dengliang, Z., Hong, X., Yan, S., Baojin, Q. (2010). Numerical heat transfer analysis of laminar film condensation on a vertical fluted tube. Applied Thermal Engineering, 30(10), 1159–1163.

Cho, J. M., Kim, Y. J., & Kim, M. S. Experimental studies on the characteristics of evaporative heat transfer and pressure drop of CO2/propane mixtures in horizontal and vertical smooth and micro-fin tubes. International Journal of Refrigeration, 2010, 33(1), 170–179.

Aroonrat, K., &Wongwises, S. Evaporation heat transfer and friction characteristics of R-134a flowing downward in a vertical corrugated tube. Experimental Thermal and Fluid Science, 2011, 35(1), 20–28.

Tong, P., Fan, G., Sun, Z., & Ding, M. Experimental study of steam–air condensation over a vertically longitudinal finned tube. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2015, 89, 1230–1238.

Tong, P., Fan, G., Sun, Z., Ding, M., & Su, J. An experimental investigation of pure steam and steam–air mixtures condensation outside a vertical pin-fin tube. Experimental Thermal and Fluid Science, 2015, 69, 141–148.

Yildiz, S., Duymaz, G., Ziegler, F., &Auracher, H. Heat transfer during reflux condensation of R134a inside a micro-fin tube with different tube inclinations. International Journal of Refrigeration, 2017, 74, 425–434.

Talesh Bahrami, H. R., Saffari, H. Theoretical study of stable dropwise condensation on an inclined micro/nano-structured tube. International Journal of Refrigeration, 2017, 75, 141–154.

Fan, G., Tong, P., Sun, Z., Chen, Y. Experimental study of pure steam and steam–air condensation over a vertical corrugated tube. Progress in Nuclear Energy, 2018, 109, 239–249.

Downloads

Published

2020-03-05

Issue

No. 4 (2019): 58

Section

ENERGY EFFICIENCY AND ENERGY SAVINGS

License

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  1. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  1. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).