Abstract
This paper is concerned with the freezing of water in a closed metal tube by regarding the effect of volumetric change of water which is closely related with solidification. The pressure of unfrozen water in the tube increases gradually with increasing frozen layer, consequently the freezing temperature of the water decreases monotonically. It is found from the present results that the freezing limit of water corresponding to the cease of freezing caused by no temperature difference between environmental temperature and freezing point would exist. This remarkable phenomena are mainly attributed to the combined effect of environmental temperature and inner diameter of the tube.
Zusammenfassung
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Erstarrung von Wasser in einem geschlossenen Metallrohr unter Berücksichtigung des Einflusses der Volumenänderung von Wasser beim Gefrieren. Der Druck des flüssigen Wassers im Rohr steigt mit wachsender Eisschicht allmählich an, wodurch die Erstarrungstemperatur von Wasser monoton sinkt. Aus den dargestellten Ergebnissen wird festgestellt, daß ein Erstarrungsende von Wasser existiert, da es zu einem Abklingen des Erstarrungsvorganges aufgrund verschwindender Temperaturdifferenz zwischen Umgebungstemperatur und Erstarrungspunkt kommt. Dies ist hauptsächlich auf den gegenseitigen Einfluß von Umgebungstemperatur und Innendurchmesser des Rohres zurückzuführen.
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References
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Sugawara, M., Seki, N. & Kimoto, K. Freezing limit of water in a closed circular tube. Warme- und Stoffubertragung 17, 187–192 (1983). https://doi.org/10.1007/BF02570529
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DOI: https://doi.org/10.1007/BF02570529