An experimental investigation of the influence of the grain size of the metal surface on pool boiling heat transfer

Authors


Abstract

The influence of the grain size of metallic surfaces on nucleate boiling was investigated experimentally. Surfaces of electrodeposited copper, nickel, brass and chromium were studied with particular emphasis on copper (146 grains per inch to 1678 grains per inch). The pool boiling heat transfer studies were conducted by transferring heat produced electrically through a 6-in. diameter heating surface to a pool of boiling water contained in a glass boiler.

A log-log plot of the Q/A versus δTm data showed a definite effect of the grain size of the surface on nucleate boiling heat transfer, the heat transferred at a given δTm increasing as the grain size increased.

For copper plated surfaces, the Rohsenow Equation for nucleate pool boiling gave values for Cst and r, which showed a linear relationship when plotted separately against the number of grains per unit length of the surface. A slightly modified form of the Rohsenow correlation has been proposed which takes into account the influence of the grain size of the surface metal for predicting boiling heat transfer.

Abstract

On a étudié expérimentalement l'influence des dimensions des grains des surfaces métalliques sur l'ébullition germinée. Le travail a porté sur des surfaces de cuivre, nickel, laiton et chrome déposes par voie galvanique, mais particulièrement sur celle de cuivre (146–1678 grains au pouce). On a étudié la transmission de la chaleur, dans le ces d'ébullition d'eau peu profonde, en transférant la chaleur produite électriquemment à de l'eau bouillante peu profonde, contenue dans une chaudière en verre, au moyen d'une surface de chauffe de 6 pouces de diamètre. L'expression graphique en logarithmes de Q/A (abscisse) vs. δm (ordonnée) a démontré qu'il existait une influence définie des dimensions des grains des surfaces sur le transfert de la chaleur dans le cas d'ébullition germinée et que la chaleur transmise pour une valeur donnée de δDLTm augmentait avec les dimensions des grains. En ce qui a trait aux surfaces de cuivre plaqué, l'équation de Rohsenow pour l'ébullition germinée à une faible profondeur a donné des valeurs de Csf et r qui indiquaient une relation linéaire, lorsqu'on les portait séparément sur un graphique comme abscisse, l'ordonnée étant le nombre de grains par longueur unitaire de surface. On a proposé une forme légèrement modifiée de la corrélation de Rohsenow, dans laquelle en tient compte de l'influence des dimensions des grains des surfaces métalliques pour prédire la transmission de chaleur à l'ébullition.

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