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Heat transfer data of two-phase flow in a horizontal tube filled with metal sponge

Weise, Sonja

Abstract:
In der hier vorgestellten Publikation werden experimentelle Daten zum Wärmeübergangs-koeffizienten beim gesättigten Strömungssieden von CO$_2$ in einem horizontalen zylindrischen Rohr (Durchmesser 14 mm) mit integrierten Metallschwämmen (offenzellige Metallschäume) präsentiert. Die nominelle Zelldichte der Schwämme betrug 10 ppi („Poren pro Zoll“) bzw. 20 ppi. Der Massenstrom wurde von 25 kg m$^{-2}$ s$^{-1}$ bis 125 kg m$^{-2}$ s$^{-1}$ variiert, der Strömungsdampfgehalt lag zwischen 10% und 100%. Der Sättigungsdruck betrug entweder 12 bar, 19 bar oder 26,5 bar. Die mit Schwämmen gefüllte Länge stromaufwärts der beheizten Zone betrug 38 mm beim 10 ppi Schwamm und entweder 35 mm oder 135 mm beim 20 ppi Schwamm. ... mehr

Abstract (englisch):
Experimental data on the heat transfer coefficient during saturated flow boiling of CO$_2$ in a horizontal cylindrical tube (diameter 14 mm) with integrated metal sponges (open-cell metal foams) are presented in this publication. The nominal cell density of the sponges was 10 ppi (“pores per inch”) or 20 ppi. The mass flux varied from 25 kg m$^{-2}$ s$^{-1}$ to 125 kg m$^{-2}$ $\,^{-1}$ and the vapor quality from 10% to 100%. The saturation pressure was either 12 bar, 19 bar or 26.5 bar. The length filled with sponge upstream of the heated part of the test section was 38 mm for the 10 ppi sponge and either 35 mm or 135 mm for the 20 ppi sponge. ... mehr

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Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Thermische Verfahrenstechnik (TVT)
Publikationstyp Forschungsdaten/Bilder
Jahr 2019
Erstellungszeitraum 29.11.2016 - 11.06.2018
Identifikator DOI (KIT): 10.5445/IR/1000096098
KITopen-ID: 1000096098
Lizenz CC BY-NC 4.0: Creative Commons Namensnennung – Nicht kommerziell 4.0 International
Projektinformation DFG, DFG EIN, WE 4672/2-1
Schlagworte heat transfer, metal sponges, two-phase flow, open-cell foam, flow boiling
Liesmich

Sponges

10 ppi copper sponge made by replication technique

  • total porosity: 91%
  • open porosity: between 85% and 88%
  • nominal cell density: approximately 10 pores per inch
  • mean strut diameter: 0.45 mm
  • mean window diameter: 1.6 mm

10 ppi plastic sponge made by 3D printing

  • total and open porosity: 86%
  • nominal cell density: approximately 10 pores per inch
  • mean strut diameter: 0.6 mm
  • mean window diameter: 2.0 mm

20 ppi copper sponge made by replication technique

  • total porosity: 90%
  • open porosity: between 84% and 87%
  • nominal cell size: approximately 20 pores per inch
  • mean strut diameter: 0.28 mm
  • mean window diameter: 1.0 mm

Operating conditions

two-phase flow boiling in test section filled with sponges

  • pressure: 12 bar, 19 bar and 26.5 bar
  • mass flux: 25 kg m<sup>-2</sup> s<sup>-1</sup> to 125 kg m<sup>-2</sup> s<sup>-1</sup>
  • vapor quality: 10% to 100%
  • heat flux: 3 kW m<sup>-2</sup> to 65 kW m<sup>-2</sup>
  • boundary condition:
    • constant wall temperature
    • constant wall heat flux

two-phase flow boiling in empty tube

  • pressure: 12 bar and 26.5 bar
  • mass flux: 25 kg kg m<sup>-2</sup> s<sup>-1</sup> to 150 kg m<sup>-2</sup> s<sup>-1</sup>
  • vapor quality: 10% to 100%
  • heat flux: 1 kW m<sup>-2</sup> to 40 kW m<sup>-2</sup>
  • boundary condition:
    • constant wall temperature
    • constant wall heat flux
Art der Forschungsdaten Dataset
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