Individual droplet heat-transfer rates for splattering on hot surfaces

• Published in: International journal of heat and mass transfer 1969, Vol.12 (1), p.95-108
• Main Authors: McGinnis, F.K., Holman, J.P.
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 0017-9310; 1879-2189
• DOI: 10.1016/0017-9310(69)90081-7

An experimental study of the splattering and bouncing of water, acetone, and alcohol droplets from a heated plate reveals that the heat transfer per drop exhibits a maximum at a temperature excess of approximately 300°F and that a satisfactory correlation for this maximum Q max \ ̄ gr Ld 3λ = 8·44(10 −4)(ρ 2 LV 2d \ ̄ gr VFσgg c) 0·341 The effect of impact angle is also investigated and the general result is that the normal component of velocity is the important factor. A normalized heat flux-temperature excess curve is presented for the three fluids tested. The maximum point in heat transfer is postulated to result from opposing effects of increasing thermal gradient and decreasing droplet contact time in the splattering process. Une étude expérimentale du clapotis et du rebondissement de gouttelettes d'eau, d'acétone et d'alcool à partir d'une plaque chauffée révèle que le transport de chaleur par goutte présente un maximum pour un excès de température d'environ 165°C et qu'il existe und corrélation satisfaisante pour ce maximum: Q max \ ̄ gr Ld 3λ = 8,44(10 −4)(ρ 2 LV 2d \ ̄ gr VFσgg c) 0,341 L'effet de l'angle d'impact est également étudié et le résultat général est que la composante normale de la vitesse est le facteur important. Une courbe de flux de chaleur normalisé en fonction de l'excès de température est présentée pour les fluides essayés. On suppose que le maximum de transport de chaleur résulte des effets contraires de l'augmentation du gradient thermique et de la décroissance du temps de contact de la gouttelette dans le processus de clapotis. Eine experimentelle Untersuchung beim Auseinanderspritzen und Springen von Tröpfchen aus Wasser, Aceton und Alkohol auf einer geheizten Platte zeigt, dass der Wärmeübergang pro Tropfen ein Maximum bei einer Übertemperatur von ungefähr 300°F (149°C) aufweist. Folgende Beziehung gibt dieses Maximum hinreichend wieder: Q max \ ̄ gr Ld 3λ = 8,44(10 −4)(ρ 2 LV 2d \ ̄ gr VFσgg c) 0,341 Eine Untersuchung des Aufprallwinkels ergab, dass nur die normale Komponente der Geschwindigkeit bedeutsam ist. Eine geglättete Kurve des Wärmestroms über der Übertemperatur für diese Flüssigkeiten wird geprüft. Das Maximum des Wärmeübergangs wird als abhängig von den gegenläufigen Effekten des steigenden Temperaturgradienten und der abnehmenden Kontaktzeit beim Prozess des Auseinanderspritzens angenommen.