International Journal of Fluid Machinery and Systems
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v.3
no.4
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pp.324-331
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2010
Cavitation in cryogenic fluids generates substantial thermal effects and strong variations in fluid properties, which in turn alter the cavity characteristics. In order to investigate the cavitation characteristics in cryogenic fluids, numerical simulations are conducted around an axisymmetric ogive in liquid nitrogen and hydrogen respectively. The modified Merkle cavitation model and energy equation which accounts for the influence of cavitation are used, and variable thermal properties of the fluid are updated with software. A good agreement between the numerical results and experimental data are obtained. The results show that vapor production in cavitation extracts the latent heat of evaporation from the surrounding liquid, which decreases the local temperature, and hence the local vapor pressure in the vicinity of cavity becomes lower. The cavitation characteristics in cryogenic fluids are obtained that the cavity seems frothy and the cavitation intense is lower. It is also found that when the fluid is operating close to its critical temperature, thermal effects of cavitation are more obviously in cryogenic fluids. The thermal effect on cavitation in liquid hydrogen is more distinctively compared with that in liquid nitrogen due to the changes of density ratio, vapour pressure gradient and other variable properties of the fluid.
International Journal of Air-Conditioning and Refrigeration
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v.16
no.1
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pp.22-29
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2008
A sequence of visually experimental observations was conducted to investigate the flow boiling and two-phase flow in a coiled tube. Different boiling modes and bubble dynamical evolutions were identified for better recognizing the phenomena and understanding the two-phase flow evolution and heat transfer mechanisms. The dissolved gases and remained vapor would serve as foreign nucleation sites, and together with the effect of buoyancy, centrifugal force and liquid flow, these also induce very different flow boiling nucleation, boiling modes, bubble dynamical behavior, and further the boiling heat transfer performance. Bubbly flow, plug flow, slug flow, stratified/wavy flow and annular flow were observed during the boiling process in the coiled tube. Particularly the effects of flow reconstructing and thermal non-equilibrium release in the bends were noted and discussed with the physical understanding. Coupled with the effects of the buoyancy, centrifugal force and inertia or momentum ratio of the two fluids, the flow reconstructing and thermal non-equilibrium release effects have critical importance for flow pattern in the bends and flow evolution in next straight sections.
Xu, Jiayou;Liang, Qinghua;Xian, Xiumei;Li, Kaidan;Liu, Jie
Polymer(Korea)
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v.39
no.1
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pp.1-5
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2015
The effects of zeolite on the thermal stability of poly(vinyl chloride) (PVC) were investigated by the static thermal stability test, pyrolysis experiment and ultraviolet spectrum. The results showed that the porous zeolite could absorb hydrogen chloride (HCl), which suppressed the catalysis of HCl on thermal degradation of PVC, thus improved the thermal stability of PVC. The oxidizing acid which was loaded on zeolite had oxidated on the double bond that formed during the dehydrochlorination of PVC. This process could prohibit the growth of the conjugated polyene and improved the color of PVC. Hence, zeolite might be possible to come up with a high performance thermal stabilizer.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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v.18
no.3
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pp.729-737
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1994
A three-dimensional finite element model of a 20-pin plastic dual-in-line package(PDIP) plugged into a PCE has been developed by using the finite element code ANSYS. The model has been used for thermal characterization of the package during its normal operation under natural convection cooling. Temperature distributions in the package and PCB are obtained from numerical analysis and compared with experimentally measured data. Various cases are assumed and analyzed to study the effects of package and PCB materials on thermal characteristics of PDIP with and without aluminum heatspreader. Thermal dissipation capability of PDIP is greatly increased due to copper die pad/lead frame and heatspreader. However, thermally induced stresses in the package and fatigue life of chip are improved for PDIP with Alloy 42 die pad/lead frame and no heatspreader. It is also found that the role of PCB on thermal characteristics of PDIP is very imporatant.
In this communication, we present an expression to determine thermal lensing in isotropic materials. The heat equation is analytically solved when a Gaussian spatial laser beam profile is introduced to a cylindrical geometry of optics using a complete set of Bessel functions. This expression permits explicit calculation of variation of focal length induced by thermal lensing and allows thermal effects for various material parameters on the optics. We applied our model to a high absorption material (Ti:sapphire) and also transparent material (thallium garnet or TGG) and found that the thermal lensing can be reduced more than 4 times by adjusting the laser beam waist and optics dimensions. Our analysis is completely general and applicable to any optical system.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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v.16
no.9
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pp.1780-1787
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1992
Experiments have been performed on the thermal behavior in a liquid saturated porous medium in a system to simulate a single well aquifer thermal energy storage system. The principal interests in this study are the combined effects of forced and natural convection. Significant buoyancy flow due to natural convection is developed quickly as the temperature difference between the injection and original aquifer temperature increases. Theoretical model under simplified assumptions (called simple buoyancy flow model in this study) has been developed. The results of this model agree well with the experiments. The effects of buoyancy flow on the recovery factor are also examined in this study.
Fracture mechanics is one of the major areas of the pressurized thermal shock (PTS) evaluation. To evaluate the reactor pressure vessel integrity associated with PTS, PFM methodology demands precise calculation of temperature, stress, and stress intensity factor for the variety of PTS transients. However, the existence of stainless steel cladding, with different thermal, physical, and mechanical property, at the inner surface of reactor pressure vessel complicates the fracture mechanics analysis. In this paper, treatment schemes to evaluate stress and resulting stress intensity factor for RPV with stainless steel clad are introduced. For a reference transient, the effects of clad thermal conductivity and thermal expansion coefficients on deterministic fracture mechanics analysis are examined.
Nanofluids have been studied as possible alternatives for heat transfer fluids to improve the efficiency of heat exchangers. There are deviations of measured effective thermal conductivities between research-groups, and the mechanisms of the effective thermal conductivity enhancement of nanofluids are not confirmed yet. In this study, the effects of particle shape on the effective thermal conductivity enhancement are discussed and presented as a possible explanation of the deviations. The particle motion effect is found to be negligible for nanofluids of high aspect ratio cylindrical particles, which is believed to be important for nanofluids of spherical particles, while the percolation network formation and contact resistance play dominant roles in determining the effective thermal conductivity.
The premixed combustion system applying exhaust gas recirculation was investigated to achieve the low pollutant emission and the high thermal efficiency. In this study, it was studied the effects of EGR on the thermal efficiency, $NO_x$ and CO emissions with various EGR ratios and equivalence ratios. As results, when equivalence ratio was increased, thermal efficiency increased and $NO_x$ and CO concentration increased. When EGR was applied, $NO_x$ and CO concentration decreased and thermal efficiency increased. Especially, in the case of 15% of EGR ratio at 0.85 of equivalence ratio, $NO_x$ and CO concentration will be a smaller than these of a current operating condition of the boiler and thermal efficiency was about 1.7% higher.
In this study, the thermal stratification in solar seasonal thermal storage tanks was numerically simulated. The effects of the aspect ratio (AR) and inlet velocity on the thermal stratification in the diffuser type heat storage tank were investigated. The temperature distributions inside the tank were similar with velocity fields. Jet flows from opposite diffusers encountered each other at the tank center region. Thereafter, the downward flows occurred, and this flows strongly affected the thermal stratification. When AR was smaller than 2, these downward flows influenced a further distance and enhanced mixing inside the tank. Thermal stratification was evaluated by thermocline thickness and degree of stratification, and AR of 3 had the highest degree of stratification. The inlet velocity effect was expressed with the ratio (Re/Ri) of Reynolds and Richardson numbers. The second-order approximation was found for the relationship between the thermocline thickness and log Re/Ri.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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