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  5. Numerical simulation of drop array impingement onto a superheated wall
 
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2024
Zweitveröffentlichung
Konferenzveröffentlichung
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Numerical simulation of drop array impingement onto a superheated wall

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Hauptpublikation
paper_published.pdf
CC BY 4.0 International
Format: Adobe PDF
Size: 1.22 MB
TUDa URI
tuda/11959
URN
urn:nbn:de:tuda-tuprints-276016
DOI
10.26083/tuprints-00027601
Autor:innen
Sontheimer, Henrik ORCID 0009-0005-8464-7892
Kind, Johannes
Stephan, Peter ORCID 0000-0003-1547-560X
Gambaryan-Roisman, Tatiana ORCID 0000-0003-0259-129X
Kurzbeschreibung (Abstract)

Spray cooling is a very efficient method for thermal management of high-performance electronics. The performance of spray cooling is determined by the fluid dynamics and the heat transport when a single drop or multiple drops hit the superheated wall. To understand this process, we numerically study the generic situation of simultaneous impingement of periodic drop arrays onto a superheated wall. We study three different cases in which the distance between the drops varies. The refrigerant used is perfluorohexane (FC-72) in a pure vapor atmosphere under saturation conditions. Drops impinge at moderate Reynolds and Weber numbers, where no splashing occurs during single drop impingement. The wall temperature is above the saturation temperature of the fluid but below the onset of nucleate boiling. Simulations are performed using the OpenFOAM software library, taking into account a dynamic contact angle, evaporation and conjugate heat transfer. We show that the coalescence of more than two drops results in the formation of a liquid jet. A small distance between the drops results in the formation of a thin liquid film while a large distance results in small drops sitting on the wall. In the latter case, the largest amount of heat is transferred, but the occurrence of dry spots is undesirable for cooling applications. The results contribute to a better understanding of spray cooling and provide a perspective for efficient spray cooling.

Sprache
Englisch
Fachbereich/-gebiet
16 Fachbereich Maschinenbau > Fachgebiet für Technische Thermodynamik (TTD)
Forschungsprojekte und Grants
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1194: Wechselseitige Beeinflussung von Transport- und Benetzungsvorgängen > Projektbereich C: Neue und verbesserte Anwendungen > C02: Skalenübergreifende Experimente zum Sieden komplexer Fluide an komplexen Oberflächen
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Transregios > TRR 75 Tropfendynamische Prozesse unter extremen Umgebungsbedingungen
DDC
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Institution
Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt
Ort
Darmstadt
Veranstaltungstitel
ICLASS 2024, 16th Triennial International Conference on Liquid Atomization and Spray Systems
Veranstaltungsort
Shanghai, China
Startdatum der Veranstaltung
23.06.2024
Enddatum der Veranstaltung
27.06.2024
Institution der Erstveröffentlichung
Shanghai Jiao Tong University
Ort der Erstveröffentlichung
Shanghai
Publikationsjahr der Erstveröffentlichung
2024
PPN
519626702

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