Messung der Spraycharakteristik zur Bestimmung des Wärmeübergangskoeffizienten bei der Spraykühlung

Zusammenfassung

Um die Abkühlung von Bauteilen durch ein Wasser-Luft-Spray numerisch zu berechnen, ist die Kenntnis des Wärmeüberganges notwendig, z. B. in Form des Wärmeübergangskoeffizienten. Puschmann hat zur Bestimmung des Wärmeübergangskoeffizienten einen empirischen Ansatz ermittelt [1]. Für diesen Ansatz muss die Wasserbeaufschlagungsdichte sowie die Tropfengeschwindigkeit und die Tropfengröße des Sprays bekannt sein.

Für die Anwendung des Randschichtvergütens aus der Schmiedewärme wurde die Beaufschlagungsdichte mittels Patternatoruntersuchungen ermittelt und Tropfeneigenschaften eines Wasser-Luft-Sprays mittels Phasen-Doppler-Anemometer gemessen. Es wurden Weberzahlen bestimmt, um das Tropfenverhalten beim Auftreffen auf die Bauteiloberfläche zu charakterisieren und Wärmeübergangskoeffizienten berechnet.

Abstract

The cooling of parts due to spray cooling can be calculated numerically if the heat transfer coefficient is known. This coefficient can be determined according to an empirical approach of Puschmann [1]. Using this method impact density, drop velocity and drop diameter have to be measured. These were measured using patternators and particle dynamics analysis for the application of surface annealing by spray cooling using forging heat Weber numbers were identified to characterize the drop impact as well as the heat transfer coefficient.