Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Các phép đo phẳng về làm mát tường do phun mưa gây ra bằng cách sử dụng nhiệt kế phốt pho
Tóm tắt
Làm mát tường do sự va chạm của phun mưa được nghiên cứu bằng cách sử dụng nhiệt kế phốt pho. Một lớp mỏng phốt pho oxit kẽm (ZnO) được áp dụng với một chất kết dính hóa học trong suốt lên bề mặt thép. Các nhiệt độ phân bố không gian tức thời đã được xác định bằng phương pháp tỷ lệ cường độ quang phổ ngay sau khi phun hexane loại UV lên bề mặt bằng một bộ phun xăng thương mại. Các cuộc điều tra cho thấy rằng các phép đo nhiệt độ 2D với độ chính xác không gian cao và chính xác giữa các lần bắn lần lượt là 0,5 và 0,6 K có thể đạt được, cho phép giải quyết chính xác việc làm mát do phun gây ra. Sự hiện diện của một lớp phim lỏng trên lớp phủ phốt pho trong quá trình đo không có ảnh hưởng đáng kể đến nhiệt độ đo được. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, một sự thay đổi trong tỷ lệ cường độ tại khu vực va chạm phun, dưới dạng một "vết bẩn" vĩnh viễn, có thể được quan sát sau nhiều lần phun. Sự hình thành của vết bẩn này ít có khả năng xảy ra hơn khi thời gian tôi luyện của lớp phủ tăng lên cũng như nhiệt độ hoạt động của bề mặt thấp hơn trong các thí nghiệm phun. Cuối cùng, các kết quả thí nghiệm chỉ ra rằng độ dày của lớp phủ phốt pho có ảnh hưởng đáng kể đến lịch sử làm mát tường do phun gây ra. Do đó, để phân tích định lượng, cần cân nhắc giữa độ dày của lớp phủ và độ chính xác của phép đo cho các ứng dụng tương tự, nơi mà các tỷ lệ truyền nhiệt rất cao.
Từ khóa
#phun mưa #làm mát tường #nhiệt kế phốt pho #oxit kẽm #phương pháp tỷ lệ cường độ quang phổTài liệu tham khảo
Abou Nada F, Aldén M, Richter M (2016) Investigation of the effect of engine lubricant oil on remote temperature sensing using thermographic phosphors. J Lumin 179:568–573. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2016.07.058
Abram C, Fond B, Heyes AL, Beyrau F (2013) High-speed planar thermometry and velocimetry using thermographic phosphor particles. Appl Phys B 111:155–160. https://doi.org/10.1007/s00340-013-5411-8
Abram C, Fond B, Beyrau F (2015) High-precision flow temperature imaging using ZnO thermographic phosphor tracer particles. Opt Express 23:19453–19468. https://doi.org/10.1364/OE.23.019453
Abram C, Fond B, Beyrau F (2018) Temperature measurement techniques for gas and liquid flows using thermographic phosphor tracer particles. Prog Energy Combust Sci 64:93–156. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2017.09.001
Aizawa T, Kosaka H (2008) Laser-Induced Phosphorescence Thermography of Combustion Chamber Wall of Diesel Engine. SAE International Journal of Fuels Lubricants 1:549–558. https://doi.org/10.4271/2008-01-1069
Bizzak DJ, Chyu MK (1995) Use of a laser-induced fluorescence thermal imaging system for local jet impingement heat transfer measurement. Int J Heat Mass Transfer 38:267–274. https://doi.org/10.1016/0017-9310(95)90013-6
Brübach J, van Veen E, Dreizler A (2007) Combined phosphor and CARS thermometry at the wall–gas interface of impinging flame and jet systems. Exp Fluids 44:897–904. https://doi.org/10.1007/s00348-007-0446-4
Choy KL, Feist JP, Heyes AL, Su B (2011) Eu-doped Y2O3 phosphor films produced by electrostatic-assisted chemical vapor deposition. J Mater Res 14:3111–3114. https://doi.org/10.1557/jmr.1999.0417
Claus RO, Beshears DL, Udd E et al. (1990) Laser-induced fluorescence of phosphors for remote cryogenic thermometry. 1370:365 https://doi.org/10.1117/12.24869
Fond B, Abram C, Heyes AL, Kempf AM, Beyrau F (2012) Simultaneous temperature, mixture fraction and velocity imaging in turbulent flows using thermographic phosphor tracer particles. Opt Express 20:22118–22133. https://doi.org/10.1364/OE.20.022118
Fond B, Abram C, Beyrau F (2015) On the characterisation of tracer particles for thermographic particle image velocimetry. Appl Phys B 118:393–399. https://doi.org/10.1007/s00340-014-5997-5
Fuhrmann N, Schild M, Bensing D et al (2011) Two-dimensional cycle-resolved exhaust valve temperature measurements in an optically accessible internal combustion engine using thermographic phosphors. Appl Phys B 106:945–951. https://doi.org/10.1007/s00340-011-4819-2
Fuhrmann N, Brübach J, Dreizler A (2013a) Phosphor thermometry: A comparison of the luminescence lifetime and the intensity ratio approach. Proc Combust Inst 34:3611–3618. https://doi.org/10.1016/j.proci.2012.06.084
Fuhrmann N, Schneider M, Ding CP, Brübach J, Dreizler A (2013b) Two-dimensional surface temperature diagnostics in a full-metal engine using thermographic phosphors. Meas Sci Technol 24:095203. https://doi.org/10.1088/0957-0233/24/9/095203
Goss LP, Smith AA, Post ME (1989) Surface thermometry by laser-induced fluorescence. Rev Sci Instrum 60:3702–3706. https://doi.org/10.1063/1.1140478
Henkel S, Beyrau F, Hardalupas Y, Taylor AM (2016) Novel method for the measurement of liquid film thickness during fuel spray impingement on surfaces. Opt Express 24:2542–2561. https://doi.org/10.1364/OE.24.002542
Husberg T, Gjirja S, Denbratt I, Omrane A, Aldén M, Engström J (2005) Piston Temperature Measurement by Use of Thermographic Phosphors and Thermocouples in a Heavy-Duty Diesel Engine Run Under Partly Premixed Conditions. 1. https://doi.org/10.4271/2005-01-1646
Kashdan JT, Bruneaux G (2011) Laser-Induced Phosphorescence Measurements of Combustion Chamber Surface Temperature on a Single-Cylinder Diesel Engine. 1 DOI 10.4271/2011–01-2049
Kleiber M, Joh R (2013) D3 Stoffwerte von sonstigen reinen Fluiden. VDI-Wärmeatlas. Springer, Berlin Heidelberg, pp 357–488
Knappe C, Andersson P, Algotsson M et al (2011) Laser-Induced Phosphorescence and the Impact of Phosphor Coating Thickness on Crank-Angle Resolved Cylinder Wall Temperatures. SAE International Journal of Engines 4:1689–1698. https://doi.org/10.4271/2011-01-1292
Krauss RH, Hellier RG, McDaniel JC (1994) Surface temperature imaging below 300 K using La(2)O(2)S:Eu. Appl Opt 33:3901–3904. https://doi.org/10.1364/AO.33.003901
Omrane A, Ossler F, Aldén M (2002) Two-dimensional surface temperature measurements of burning materials. Proc Combust Inst 29:2653–2659. https://doi.org/10.1016/s1540-7489(02)80323-6
Omrane A, Juhlin G, Aldén M, Josefsson G, Engström J, Benham T (2004) Demonstration of Two-Dimensional Temperature Characterization of Valves and Transparent Piston in a GDI Optical Engine. SAE Technical Paper 2004–01-0609. https://doi.org/10.4271/2004-01-0609
Panão MRO, Moreira ALN (2009) Intermittent spray cooling: A new technology for controlling surface temperature. Int J Heat Fluid Flow 30:117–130. https://doi.org/10.1016/j.ijheatfluidflow.2008.10.005
Pfadler S, Beyrau F, Loffler M, Leipertz A (2006) Application of a beam homogenizer to planar laser diagnostics. Opt Express 14:10171–10180. https://doi.org/10.1364/OE.14.010171
Ranson RM, Thomas CB, Craven MR (1998) A thin film coating for phosphor thermography. Meas Sci Technol 9:1947
Reichelt L, Meingast U, Renz U (2002) Calculating transient wall heat flux from measurements of surface temperature. Int J Heat Mass Transfer 45:579–584. https://doi.org/10.1016/s0017-9310(01)00157-0
Schulz F, Schmidt J (2012) Infrared thermography based fuel film investigations 12th Triennial International Conference on Liquid Atomization and Spray Systems. Heidelberg, Germany, September 2–6
Schulz F, Schmidt J, Beyrau F (2015) Development of a sensitive experimental set-up for LIF fuel wall film measurements in a pressure vessel. Exp Fluids 56 https://doi.org/10.1007/s00348-015-1971-1
Schulz F, Samenfink W, Schmidt J, Beyrau F (2016) Systematic LIF fuel wall film investigation. Fuel 172:284–292. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2016.01.017
Serras-Pereira J, Aleiferis PG, Walmsley HL, Davies TJ, Cracknell RF (2013) Heat flux characteristics of spray wall impingement with ethanol, butanol, iso-octane, gasoline and E10 fuels. Int J Heat Fluid Flow 44:662–683. https://doi.org/10.1016/j.ijheatfluidflow.2013.09.010
Weickgenannt CM, Zhang Y, Lembach AN et al (2011) Nonisothermal drop impact and evaporation on polymer nanofiber mats. Phys Rev E Stat Nonlin Soft Matter Phys 83:036305. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.83.036305
Yañez Gonzalez A, Pilgrim CC, Feist JP, Sollazzo PY, Beyrau F, Heyes AL (2015) On-Line Temperature Measurement Inside a Thermal Barrier Sensor Coating During Engine Operation. J Turbomach 137:101004–101004-101009. https://doi.org/10.1115/1.4030260