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Engineering

बर्फ जनरेशन और गर्मी और बड़े पैमाने नमकीन पानी की एक ठंडा स्नान करने के लिए परिचय पानी के हस्तांतरण घटना

Published: March 13, 2017 doi: 10.3791/55014
Automatic Translation
1, 1
1Department of Mechanical Engineering, University of Bristol

Summary

यहाँ, हम जब पानी नमकीन पानी की एक ठंडा स्नान करने के लिए, एक माध्यमिक सर्द के रूप में, तापमान की एक श्रृंखला में अच्छी तरह से नीचे पानी की हिमांक में शुरू की है बर्फ की पीढ़ी प्रदर्शित करने के लिए एक प्रोटोकॉल उपस्थित थे। आईटी उद्योग के लिए बर्फ के उत्पादन के लिए एक वैकल्पिक मार्ग के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।

Abstract

हम एक subcooled नमकीन वातावरण में गर्मी और बड़े पैमाने पर स्थानांतरण और ठंड की घटना के अध्ययन के लिए एक विधि का प्रदर्शन। हमारी प्रयोग से पता चला है कि, उचित शर्तों के तहत, बर्फ जब पानी ठंडा नमकीन पानी का स्नान करने के लिए शुरू की है उत्पादन किया जा सकता है। बर्फ प्रपत्र बनाने के लिए नमकीन पानी और पानी के मिश्रण होने के अलावा, गर्मी हस्तांतरण की दर बड़े पैमाने पर स्थानांतरण की कि बाईपास चाहिए। जब पानी नमकीन पानी की सतह के लिए छोटे बूंदों के रूप में पेश किया है, गर्मी और बड़े पैमाने पर स्थानांतरण की विधा प्रसार कर रहा है। उछाल के नीचे नमकीन के साथ मिश्रण से पानी बंद हो जाता है, लेकिन जैसा कि बर्फ मोटा बढ़ता है, यह गर्मी हस्तांतरण की दर को धीमा कर देती है, बर्फ और अधिक कठिन एक परिणाम के रूप में विकसित करने के लिए कर रही है। पानी एक प्रवाह के रूप में नमकीन पानी के अंदर पेश किया जाता है, कारकों की एक संख्या को प्रभावित करने के लिए कितना बर्फ फार्म कर सकते हैं पाए जाते हैं। नमकीन पानी का तापमान और एकाग्रता, जो गर्मी और बड़े पैमाने पर स्थानांतरण की ड्राइविंग बलों रहे हैं, क्रमशः, पानी को बर्फ रूपांतरण रति प्रभावित कर सकते हैंओ; निचले स्नान तापमान और नमकीन सांद्रता अधिक बर्फ के रूप में करने के लिए प्रोत्साहित करते। प्रवाह rheology है, जो सीधे दोनों गर्मी और बड़े पैमाने पर स्थानांतरण गुणांक प्रभावित कर सकते हैं, यह भी एक महत्वपूर्ण कारक है। इसके अलावा, प्रवाह rheology थोक तरल पदार्थ के साथ प्रवाह के संपर्क के क्षेत्र में परिवर्तन।

Introduction

बर्फ slurries बड़े पैमाने पर उद्योग में उपयोग किया जाता है, और एक विशेष रूप से सफल आवेदन बर्फ pigging प्रौद्योगिकी 1, 2 है। पारंपरिक फोम और ठोस सुअर की तुलना में, बर्फ सुअर तरल चरण के स्नेहन के प्रभाव और बर्फ के क्रिस्टल पिघल 3, 4, 5 में से कुछ के रूप में अपनी हिमांक की ऊंचाई की वजह से एक लंबी दूरी पर जटिल टोपोलॉजी के माध्यम से यात्रा कर सकते हैं । यहां तक ​​कि अगर सुअर अटक जाता है, एक बस पिघल और बाद में सफाई की प्रक्रिया को फिर से शुरू करने के लिए बर्फ slurries के लिए इंतजार कर सकते हैं। पाइप की सफाई का यह तरीका सस्ता और प्रयोग करने में आसान है।

बर्फ अंश बर्फ सुअर का प्रदर्शन करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। बर्फ अंश मापने के लिए, यदि एक बर्फ घोल काफी मोटी है 6 निर्धारित करने के लिए एक Cafetiere (फ्रेंच प्रेस) का उपयोग कर सकते हैं,"> 7। एक उच्च Cafetiere बर्फ अंश, आमतौर पर 80%, जब बर्फ pigging से बाहर ले जाने की आवश्यकता है। ऑनलाइन बर्फ अंश का पता लगाने पर हाल के शोध से पता चला है कि दोनों विद्युत और अल्ट्रासोनिक तरंगों नौकरी 8, 9, 10, 11 के लिए उपयुक्त हैं।

बर्फ सुअर आमतौर पर एक 5 डब्ल्यूटी% सोडियम क्लोराइड समाधान (नमकीन) से एक स्क्रैप-सतह बर्फ निर्माता द्वारा किया जाता है। यह भी उद्योग में बर्फ slurries बनाने का प्राथमिक तरीका है। बर्फ निर्माता इस प्रकार का एक ठंडी धातु की सतह, आम तौर पर एक चिकनी 316 स्टील की सतह पर पानी या नमकीन पानी जमा देता है और फिर cyclically बर्फ के कणों से कैंची। तरल करने वाली धातु इंटरफेस बहुत जटिल हैं और कारक है कि बर्फ 12 बनाने के लिए आवश्यक हैं का एक व्यापक रेंज से प्रभावित हैं। गैर धातु और पानी के बीच इंटरफेस बहुत अलग हो सकते हैं, और विशेष रूप से एक दिलचस्प उदाहरण kaolinite है। Kaolक्योंकि एक अनुकूल बर्फ संरचना का ठोस सतह से सटे, बल्कि उभयधर्मी सब्सट्रेट तरल पदार्थ की एक परत है कि यह 13 के शीर्ष 14 पर फार्म के लिए बर्फ की तरह हाइड्रोजन बंधुआ समूहों को प्रोत्साहित करती नहीं है वहाँ inite-पानी इंटरफेस खास है। बर्फ सुअर के उत्पादन का एक और तरीका है premade बर्फ ब्लॉकों को कुचल जबकि उच्च एकाग्रता नमकीन पानी एक साथ जोड़ा जाता है की आवश्यकता है। इस विधि के लिए, प्रशीतन प्रणाली में एक बहुत उच्च वाष्पन के तापमान पर चला सकते हैं क्योंकि कोई हिमांक अवसाद (FPD) बर्फ के गठन से पहले जोड़ा जाता है; यह इसलिए उतारा संपीड़न अनुपात और एक दिया ठंडा ड्यूटी 15, 16, 17 के लिए कम शक्ति के कारण और अधिक कुशल माना जाता है।

वहाँ दो अन्य बर्फ उत्पादन के तरीके हैं: शीतल पानी से बर्फ उत्पादन और सीधे संपर्क में सर्द और पानी डाल 18, 19। supercooling विधि metastable शीतल पानी को परेशान बर्फ nucleation और विकास उत्पन्न करने के लिए शामिल है। इस विधि के लिए सबसे बड़ी समस्या अवांछित बर्फ गठन है कि इस प्रणाली को ब्लॉक कर सकते हैं। सीधा संपर्क विधि बर्फ pigging के लिए उपयुक्त नहीं माना जाता है क्योंकि न तो है और न ही सर्द स्नेहन तेल अंतिम बर्फ उत्पाद में करना चाहता था कर रहे हैं।

बर्फ के गठन संलयन की अव्यक्त गर्मी प्रक्रिया में उत्पन्न होने के कारण गर्मी और बड़े पैमाने पर स्थानांतरण की आवश्यकता है। यह पहली बार 1874 में ओसबॉर्न रेनॉल्ड्स द्वारा की खोज की थी कि गैसों में गर्मी और बड़े पैमाने की ढुलाई दृढ़ता से मिलकर कर रहे हैं और इसी तरह के गणितीय सूत्र 20 में व्यक्त किया जा सकता है। इस काम में गति, गर्मी, और बड़े पैमाने पर तरल पदार्थ में स्थानांतरण के विषय पर अग्रणी कागज का गठन किया और 22 में कई बार 21 reprinted था। यह विषय तो एक से अध्ययन किया गया थादूसरों की संख्या, दोनों विश्लेषणात्मक और अनुभवजन्य दृष्टिकोण, गैसों, तरल पदार्थ, और पिघला हुआ धातु 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33 के लिए से। एक तरफ गर्मी और बड़े पैमाने पर स्थानांतरण से, द्रव केंद्रक स्थल जहां वृक्ष के समान बर्फ विकास विकसित कर सकते हैं की जरूरत है। बर्फ क्रिस्टल के विकास में एक आधुनिक अंतर्दृष्टि Constructal कानून, एड्रियन बेजन द्वारा विकसित का उपयोग करता है, समझाने के लिए क्यों बर्फ इस तरह से 34, 35, 36 में बढ़ता है।

नमकीन पानी में बर्फ के गठन को नमक के अस्तित्व के कारण शुद्ध पानी में उस से बहुत अलग है। सबसे पहले, नमक तरल पदार्थ की ऊष्मा परिवर्तन और अपनी हिमांक से depresses। दूसरे, नमक को भंग नहीं कर सकते बर्फ मैट्रिक्स में (hydrohalite के लिए छोड़कर, जो केवल फार्म जब तापमान गलनक्रांतिक बिंदु तक पहुँच सकते हैं), और यह थोक तरल पदार्थ को खारिज कर दिया है जब बर्फ विकसित करने के लिए शुरू होता है। नमक की अस्वीकृति दोनों समुद्री बर्फ और बर्फ प्रयोगशाला 37, 38 में अध्ययन में पता चला था। चूंकि खारिज कर उच्च एकाग्रता नमकीन एक तापमान में अच्छी तरह से नीचे समुद्र के पानी की हिमांक पर है, के रूप में यह उतरता है, बर्फ बह नमकीन और मौन थोक तरल पदार्थ के बीच इंटरफेस में बढ़ता है। ये बर्फ stalactites, भी brinicles का नाम है, पहले मैक्मुर्डो ध्वनि, अंटार्कटिका में खोज रहे थे और प्रयोगात्मक 39, 40, 41, 42 अध्ययन किया गया। 2011 में, बीबीसी अपने जमे हुए ग्रह श्रृंखला में brinicles के गठन फिल्माया"xref"> 43, 44।

हमारी प्रयोगशाला में, यह पाया गया कि बह रही है और मौन तरल पदार्थ जब पानी ठंडा नमकीन पानी का स्नान करने के लिए शुरू की है पीछे से, पानी की स्थिति सही 45 के नीचे बर्फ में बदल सकते हैं। यह पाया गया कि स्थान जहां पानी शुरू की है, प्रवाह rheology, और नमकीन तापमान और एकाग्रता को प्रभावित करने के लिए कितना बर्फ का उत्पादन किया जा सकता है कि सभी महत्वपूर्ण कारक हैं। इस अध्ययन के समग्र लक्ष्य की जांच करने के लिए अगर एक बर्फ निर्माता बर्फ slurries उत्पन्न करने के लिए इस तंत्र के माध्यम से विकसित किया जा सकता है, पर विचार है कि ऊंचा बाष्पीकरण तापमान और तरल करने वाली तरल गर्मी हस्तांतरण की उच्च दर ऊर्जा के उपयोग की दक्षता में वृद्धि कर सकता है। यह लेख शेयरों प्रयोग के प्रमुख पहलुओं।

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Protocol

सावधानी: वहाँ दो जहरीला रसायन, मेथनॉल और इथाइलीन ग्लाइकॉल, इन प्रयोगों में इस्तेमाल कर रहे हैं। मेथनॉल फार्मिक एसिड या स्वरूप नमक को formaldehyde उत्पन्न करने के लिए मानव शरीर में metabolized जा सकता है तो। इन पदार्थों को केंद्रीय तंत्रिका तंत्र को जहरीला कर रहे हैं और यहां तक ​​कि मौत का कारण बन सकता है। एथिलीन ग्लाइकोल एसिड है, जो तब oxalic एसिड में बदल सकते हैं glycolic ऑक्सीकरण जा सकता है। यह गुर्दे की विफलता और मौत का कारण बन सकता है। इन रसायनों नहीं पीते हैं। एक डॉक्टर से परामर्श तुरंत एक दुर्घटना होती है।

1. शीतलन प्रणाली

नोट: यह डिग्री या तो सी -18 पर नमकीन पानी रखने के लिए परिवेश के तापमान कमरे के तापमान पर मोटे तौर पर तब होता है जब बहुत मुश्किल है। यह महत्वपूर्ण है कि टैंक एथिलीन ग्लाइकोल और नमकीन पानी के भंडारण के लिए अच्छी तरह से अछूता और एक उचित आकार से अधिक बिजली की खपत से बचने के लिए और इष्टतम प्रणाली के प्रदर्शन को सुनिश्चित करने के लिए कर रहे हैं। यह सिफारिश की है कि टैंक का आकार 30 एल से अधिक नहीं है

  1. माध्यमिक ठंडा तरल पदार्थ तैयार
    1. माध्यमिक ठंडा टैंक, टैंक एक (: × 200 मिमी, ऊंचाई 400 मिमी: 350 मिमी बेस) में इथाइलीन ग्लाइकॉल की 1 एल डालो। पानी का लगभग 0.6-0.65 एल (600-650 छ) टैंक ए में जोड़े
    2. दोहराएँ कदम 1.1.1 कई बार जब तक वहाँ टैंक एक (25 एल) में पर्याप्त तरल पदार्थ है।
    3. तरल पदार्थ हिलाओ तो यह है कि तरल पदार्थ सजातीय है।
    4. पूर्ण क्षमता की स्थापना (2500 एल / एच) के लिए टैंक एक में दो पंपों पर स्विच। सुनिश्चित करें कि सभी बुलबुले हीट एक्सचेंजर्स में फंस और पाइप जारी कर रहे हैं सुनिश्चित करें।
    5. पंप का निरीक्षण करने के लिए अगर सभी बुलबुले जारी कर रहे हैं बंद कर दें। यदि नहीं, तो कदम 1.1.4 दोहराएँ।
  2. नमकीन की तैयारी
    नोट: इस उदाहरण में, 22 भार% नमकीन तैयार किया जाता है। यदि अन्य सांद्रता की जरूरत है, नमक की बड़े पैमाने पर भी तदनुसार बदला जाना चाहिए। संदर्भ नमकीन एकाग्रता और घनत्व मूल्यों पर पृष्ठ D-257 वें से 64 वें संस्करण (1983) का पाया जा सकता हैरसायन विज्ञान और भौतिकी 46 की ई सीआरसी हैंडबुक।
    1. पानी के 4 किलो 5 एल प्लास्टिक बीकर में जोड़ें।
    2. एक इलेक्ट्रॉनिक पैमाने पर NaCl नमक की 1 किलो उपाय और पानी के साथ बीकर में इस नमक डालना।
    3. मिश्रण हिलाओ जब तक समाधान स्पष्ट है (यानी, वहाँ कोई नमक कणों या पानी के बुलबुले समाधान में दिखाई दे रहे हैं)।
    4. समाधान के लिए एक 10-एमएल सिरिंज का उपयोग कर के 10 एमएल एक नमूना ले लो, ~,।
    5. यू-ट्यूब घनत्व मीटर में तरल पदार्थ इंजेक्षन।
    6. ट्यूब में हवा के बुलबुले के लिए जाँच करें। वहाँ किसी भी रहे हैं, उन्हें बाहर धक्का अधिक तरल पदार्थ इंजेक्षन।
    7. प्रेस "त्वरित सेटिंग्स" और "घनत्व तापमान।" 20 डिग्री सेल्सियस और प्रेस में प्रकार "ठीक है।" घनत्व मीटर अब इस तापमान पर तरल पदार्थ के घनत्व को मापने होगा।
    8. प्रेस शुरू करते हैं और परिणाम के लिए प्रतीक्षा करें।
    9. 1164.00 किलो / एम 3 के साथ घनत्व पढ़ने की तुलना करें।
    10. अधिक नमक डालें, तो पढ़ने compariso नीचे हैn घनत्व। पानी जोड़ें, तो अन्यथा।
    11. दोहराएँ कदम 1.2.3-1.2.10 जब तक तरल पदार्थ के घनत्व सही है (1164.00 किलो / एम 3)।
    12. एक बड़े कंटेनर में इस समाधान डालो, कंटेनर ए
    13. उपयोग 1.2.1-1.2.12 कदम नमकीन पानी की 35-40 एल बनाने के लिए और -40 डिग्री सेल्सियस पर एक छाती फ्रीजर में कंटेनर एक डाल दिया। नमकीन जब तक उसके तापमान -19.18 डिग्री सेल्सियस (ठंड के इस 22 भार% नमकीन के बिंदु) में पहुँचता है, 48-72 घंटे के लिए वहाँ रहते हैं।

2. इंजेक्शन और धोने के पानी के लिए बर्फ की तैयारी

  1. इंजेक्शन लगाने के पानी के लिए बर्फ तैयार
    1. एक छोटे कंटेनर (200 × 200 × 50 मिमी) में पानी का 1 एल डालो।
    2. एक और कंटेनर के साथ दोहराएँ कदम 2.1.1 और -40 डिग्री सेल्सियस पर छाती फ्रीजर में दो कंटेनर जगह है।
    3. उन्हें 10 घंटे या उससे अधिक के लिए फ्रीजर में रखें कि यह सुनिश्चित करने के लिए पानी की सभी जमे हुए है।
  2. धोने के पानी की बर्फ खोल तैयार
    1. पानी की 5 एल के साथ एक 5-एल बीकर भरें।
    2. पानी के 2 एल के साथ एक 2 एल बीकर भरें।
    3. 8-10 घंटे के लिए -40 डिग्री सेल्सियस पर छाती फ्रीजर में दोनों बीकर इतनी जगह है कि वहाँ unfrozen पानी के चारों ओर बर्फ की एक मोटी लपेटकर खोल रहा है।
    4. बर्फ खोल के शीर्ष पर एक 3 सेमी व्यास छेद को खोलने के लिए नल से 3-5 m / s गति से एक उच्च वेग पानी जेट का प्रयोग करें।
    5. बर्फ खोल के अंदर पानी के निकास।
    6. दो बीकर फ्रीजर में वापस डाल दिया।
    7. बर्फ खोल के बड़े पैमाने पर दो बीकर के लिए 3 किलो और 1 किलो तक पहुंच नहीं है, क्रमशः, दोहराने 2.2.1-2.2.5 कदम है, लेकिन कदम 2.2.3 में लंबे समय तक ठंडे बस्ते में बीकर रहते हैं। दो बीकर अब 2 एल और पानी का 1 एल, क्रमश: नियंत्रित करने में सक्षम होना चाहिए।

3. जल परिचय स्थिति और Rheology नियंत्रण प्रयोग

  1. नमकीन पानी की सतह पर पानी का परिचय
    1. कंटेनर एक से 22% wt ठंड नमकीन के 2 एल छानना मेंआइसक्रीम निर्माता और शीतलन इकाई पर स्विच के एल्यूमीनियम बाल्टी।
    2. एक थर्मामीटर / thermocouple के साथ नमकीन पानी के तापमान को मापने (या तो कश्मीर टाइप करें या टी प्रकार उपयुक्त हैं)। प्रयोग पर ले अगर नमकीन -15 डिग्री सेल्सियस या कम है।
    3. कमरे के तापमान पर पानी के नल के साथ 100 एमएल कांच सिरिंज भरें। सिरिंज की नोक पर एक 2 मिमी आंतरिक व्यास, 1 मिमी मोटी, और 1 मीटर लंबी सिलिकॉन ट्यूब संलग्न।
    4. एक विशिष्ट स्थान सिरिंज में पानी और सिलिकॉन ट्यूब के बाहर निकलने के बीच एक सिर है कि इस तरह के वहाँ पर सिरिंज रखें। हीड्रास्टाटिक दबाव ट्यूब के बाहर पानी निचोड़ जाएगा।
    5. सिलिकॉन ट्यूब की एक निश्चित अवधि, आम तौर पर 70 सेमी, नमकीन पानी में डूब।
    6. सिरिंज और ट्यूब बाहर निकलने के बीच सापेक्ष स्थिति को समायोजित इतना है कि हीड्रास्टाटिक दबाव काफी महान पानी सिरिंज छोड़ने के लिए अनुमति देने के लिए है। ट्यूब अवरुद्ध है, तो एक उच्च ऊर्ध्वाधर स्थिति के लिए सिरिंज को ऊपर उठाने के द्वारा, UNT सिर में वृद्धिआईएल हीड्रास्टाटिक दबाव ट्यूब के भीतर कतरनी तनाव दूर कर सकते हैं।
    7. ट्यूब बाहर निकलने के लिए मोटे तौर पर 1 सेमी या नमकीन पानी की सतह से ऊपर कम रखें।
    8. नियंत्रित करने के लिए पानी के आउटलेट तापमान करते हैं और निर्धारित करने के लिए कितना बर्फ बनाया जा सकता है या कितना मिश्रण नमकीन पानी की सतह पर होता है में प्रवाह की दर जलमग्न ट्यूब की लंबाई और सिरिंज ऊंचाई समायोजित करें। ठंड घटना अब नमकीन पानी की सतह पर मनाया जाना चाहिए। आगे की दिशा के लिए संदर्भ 45 देखें।
  2. नमकीन पानी के माध्यम से पानी का परिचय
    1. दोहराएँ 3.1.1-3.1.6 कदम।
    2. अधिमानतः कंटेनर के नीचे, नमकीन पानी के अंदर से बाहर निकलें ट्यूब रखें।
    3. जलमग्न ट्यूब की लंबाई और सिरिंज ऊंचाई समायोजित करें।
    4. प्रवाह के rheology को नियंत्रित करने के लिए ट्यूब बाहर निकलने के कोण समायोजित करें।
    5. दोहराएँ कदम 3.2.3-3.2.4 सबसे अच्छा मिलकर प्रवाह rheology खोजने के लिए और प्रवाह की दर सबसे अधिक है कि बर्फ का उत्पादन कर सकते हैं।

  1. बर्फ बनाने
    1. वहां पाइप में बुलबुले हैं, तो टैंक एक के अंदर दो पंपों ग्लाइकोल परिसंचरण तंत्र से बाहर बुलबुले जारी है, और उसके बाद पंप बंद करने के लिए पर स्विच।
    2. तीन प्रशीतन इकाई पर स्विच और उन्हें एथिलीन ग्लाइकोल समाधान शांत करने के लिए 10-16 घंटे के लिए चलाते हैं।
    3. उपाय के एक थर्मामीटर / thermocouple के साथ एथिलीन ग्लाइकोल समाधान। ग्लाइकोल तापमान -25 डिग्री सेल्सियस के बारे में होना चाहिए।
    4. कंटेनर ए में नमकीन पानी के तापमान को मापने के लिए कदम 4.1.5 आगे बढ़ने से पहले डिग्री सेल्सियस -19 पर यकीन है कि यह है बनाने के लिए।
    5. नमकीन पानी की टंकी, टैंक बी भरें, टैंक ए में दो पंपों पर कंटेनर एक से नमकीन पानी का लगभग 30 एल और स्विच के साथ
    6. टैंक ए में ग्लाइकोल अगर यह ठंडा से -19 डिग्री सेल्सियस के तापमान को मापने, हीट एक्सचेंजर्स के बाहर बर्फ के कणों की वर्षा को रोकने के लिए एक या अधिक ठंडा इकाइयों बंद स्विच मैंn टैंक बी तापमान उम्मीद नमकीन पानी के तापमान की अपेक्षा अधिक गर्म है, सभी तीन ठंडा इकाइयों पर बारी है। -17 डिग्री सेल्सियस -19 डिग्री सेल्सियस पर प्रयोग बाहर ले।
    7. 2.1 कदम से बर्फ के दो premade ब्लॉकों अछूता 5-एल बीकर, कंटेनर बी में रखें, और बीकर में पानी का लगभग 3 एल डालना।
    8. उपाय पानी का तापमान और प्रयोगों के बीच मिश्रण सरगर्मी तापमान बढ़ जाता है, तो 2 डिग्री सेल्सियस पर इसे रख लो।
    9. 2 डिग्री सेल्सियस पानी के 100 एमएल के साथ कांच सिरिंज भरें।
    10. टैंक बी की खिड़की के कांच को मेथनॉल के 5-10 मिलीलीटर लागू संक्षेपण और बर्फ के गठन को रोकने के लिए।
    11. नमकीन पानी में इतना है कि वहाँ एक निरंतर हीड्रास्टाटिक दबाव और इस तरह एक निरंतर प्रवाह की दर है सिरिंज और ट्यूब के बाहर निकलने के बीच सापेक्ष स्थिति का समायोजन करके पानी इंजेक्षन। सिलिकॉन ट्यूब के बारे में 70 सेमी नमकीन पानी में डूबे हुए किया जाना चाहिए। 0 डिग्री के लिए इंजेक्शन के कोण समायोजित करें ताकि ऊपर की ओर सख्त में प्रारंभिक पानी वेगction 0 एम / एस है।
      नोट: या तो सिरिंज हो सकता है हाथ से आयोजित या एक स्टैंड को clamped। जब नमकीन तापमान ठंडा है, क्योंकि यह एक खड़े समायोजित करने के लिए और अधिक समय लेता है, और बर्फ ट्यूब ब्लॉक कर सकते हैं हाथ से आयोजित अधिक उपयुक्त है। प्रवाह rheology एक निरंतर प्रवाह दर और इंजेक्शन कोण (0 डिग्री) सुनिश्चित करने के द्वारा और ट्यूब बाहर निकलने के ऊपर मोटे तौर पर 3 सेमी ठंड फ्रंटियर रखकर प्रयोग भर में लगातार रखें। प्रवाह क्षेत्र में जहां यह अशांत 47 बारी करने के लिए शुरू होता है में प्रवेश की अनुमति न दें। आगे की दिशा के लिए संदर्भ 45 देखें।
    12. कदम 4.2 और 4.3 में वर्णित के रूप में बर्फ ले लीजिए। दोहराएँ 4.1.8 कदम - 4.1.11 अलग नमकीन तापमान पर।
  2. उत्पादित बर्फ लीजिए और अनुमान कितना बर्फ का उत्पादन किया जाता है (सूखा संग्रह)
    1. दबाकर पैमाने पर एक कंटेनर (200 × 200 × 50 मिमी) रखो और पढ़ने शून्य बटन "चालू करें"।
    2. बर्फ से बाहर निकालना और हिला चलनी का प्रयोग करेंनमकीन।
    3. कंटेनर में इस बर्फ रखो। बर्फ पैमाने का उपयोग करने का बड़े पैमाने पर मापने।
    4. बाद बर्फ पिघल रहा है, एक नमूना लेने के लिए 10 मिलीलीटर सिरिंज का उपयोग करें। घनत्व मीटर में तरल के इस नमूने इंजेक्षन।
    5. चरणों का प्रदर्शन 1.2.6-1.2.9।
    6. घनत्व पढ़ने रिकॉर्ड।
    7. इसकी घनत्व से शुद्ध पानी द्रव्यमान की गणना (यानी, पानी की बड़े पैमाने पर बर्फ में परिवर्तित) निम्न सूत्र का उपयोग:
      समीकरण
      कहा पे समीकरण नमकीन एकाग्रता भार% से है और समीकरण तथा समीकरण नमक और पानी, क्रमशः की जनता कर रहे हैं।
  3. उत्पादित बर्फ लीजिए और अनुमान कितना बर्फ का उत्पादन किया जाता है (गीला संग्रह)
    1. एक बर्फ खोल (चरण 2 के साथ 5-एल बीकर भरें।2) और कमरे के तापमान पानी के नल। इसे ठंडे बस्ते में वापस -40 डिग्री सेल्सियस पर रखो।
    2. एक 2-एल बीकर में 5-एल बीकर से बर्फ खोल के साथ पानी छानना अपने तापमान 0 डिग्री सेल्सियस पर तब होता है जब। 5-एल बीकर भरें। फ्रीजर में दोनों बीकर रखें।
    3. बर्फ कदम 4.1.8 और 4.1.9 में उत्पादित बाहर निकालना और बर्फ पर 2-एल बीकर से पानी की 200-500 एमएल डालना इसे धोने के लिए। 0 डिग्री सेल्सियस पानी के लागू करने से पहले चलनी हिला नहीं करते।
    4. छलनी में तरल पदार्थ हिला दिया था।
    5. दोहराएँ 4.2.2-4.2.7 कदम।

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Representative Results

चित्रा 1 पानी के लिए नमकीन पानी की सतह नमकीन के माध्यम से इंजेक्शन में पेश पानी का प्रभाव है। "आइस कैप" परिदृश्य में, का गठन बर्फ क्योंकि पानी थोक तरल पदार्थ के साथ ज्यादा मिश्रण नहीं किया ठोस है। दो तरल पदार्थ के बीच तापमान और घनत्व अंतर पानी पर उछाल बल उत्पन्न करता है और उन्हें मिश्रण करने से रोकता है। दोनों तरल पदार्थ स्थिर हैं (यानी, गर्मी हस्तांतरण द्रव्यमान की तुलना में बहुत अधिक है, अनुसूचित जाति ≈ 500, पीआर ≈ 10, और Le ≈ 50), तो बर्फ आसानी से बना सकते हैं। वहाँ एक भावुक परत है और न ही नमक अस्वीकृति इस प्रयोग में न तो गठन है। एक बार जब बर्फ मोटा बढ़ता है, यह अपनी कम तापीय चालकता के कारण गर्मी हस्तांतरण की दर में बाधा और बर्फ के गठन की दर को प्रभावित करेगा। इस बिंदु पर, यह स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है कि शुरू "मीठा पानी" अब तुरंत एक ठोस में जमा कर सकते हैं। इसके अलावा, संवहन के बिना, कम THERMAनमकीन पानी के ही एल चालकता भी ठंड डूबने से अव्यक्त गर्मी के परिवहन hinders। बर्फ गठन की दर के साथ सीधे जुड़ा हुआ है और बहुत नमकीन पानी के तापमान के प्रति संवेदनशील है। उदाहरण के लिए, -15 डिग्री सेल्सियस नमकीन पानी में पानी -13 डिग्री सेल्सियस नमकीन पानी में बहुत तेजी से जमा देता है। पानी इंजेक्शन मामले में, आकृति और बर्फ का आकार प्रवाह rheology से संबंधित है। एक सीधे सिर एक घुंघराले पूंछ के द्वारा पीछा: बर्फ की रॉड चित्र 1 में दिखाया दो विशिष्ट भागों में है। घुंघराले अनुभाग ज्यादा नमकीन पानी की सतह, जहां प्रवाह में यह अधिक अशांति है के करीब बनाई है। घुंघराले पूंछ आमतौर पर विशेष रूप से धारा, जहां गर्मी और बड़े पैमाने पर स्थानान्तरण वही कर रहे हैं की बाहरी परत पर अशांति की शुरुआत है, जो गर्मी और बड़े पैमाने पर स्थानांतरण दरों के बीच अंतर को कम करता है की वजह से सीधे सिर की तुलना में काफी पतली है। इसलिए, केवल भीतरी कोर बर्फ में जमा कर सकते हैं। ट्यूब बाहर निकलने के बजाय बर्फ Wil के एक पत्रक क्षैतिज रखा जाता है खड़ी,एल उत्पन्न किया। बर्फ की पीढ़ी के अधिक स्थिर हो जाता है और परिणाम प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य हैं। अंत में, यह पाया गया कि प्रवाह की दर को कम करने के मिश्रण को नष्ट करने का एक प्रभावी तरीका नहीं है। इसके बजाय, यह काफी ट्यूब अवरुद्ध करने की संभावना बढ़ जाती है।

पानी इंजेक्शन कोण क्षैतिज अक्ष 0 डिग्री पर रखा जब पानी को बर्फ रूपांतरण अनुपात माप प्रदर्शन कर रहा है। नमकीन तापमान और सांद्रता के प्रभाव चित्रा 2 में सचित्र हैं। रूपांतरण अनुपात आमतौर पर अध्ययन किया नमकीन तापमान और सांद्रता के लिए 0.4 से 0.9 के बीच बैठते हैं। यह प्रयोग भर प्रवाह rheology और बर्फ के गठन फ्रंटियर निरंतर की स्थिति को बनाये रखने के लिए महत्वपूर्ण है। टैंक बी में नमकीन पानी की बड़ी मात्रा माप पर स्थानीय थर्मल ढ़ाल के प्रभाव को कम करने के लिए मदद करता है। नमकीन पानी का तापमान और रूपांतरण अनुपात के बीच संबंध का अध्ययन तापमान बजाई के लिए पहले के आदेश हैई। सबसे फिट लाइनों के लिए गुणांकों 1 टेबल में सूचीबद्ध हैं। एक अलग कोण इंजेक्शन का इस्तेमाल किया जाता है, पानी को बर्फ रूपांतरण अनुपात अब इन रिश्तों का पालन करें क्योंकि संपर्क और इसलिए का क्षेत्र, गर्मी और बड़े पैमाने पर स्थानांतरण की दर अलग हैं, करेंगे। जब बर्फ का संग्रह है, यह बल लगातार नमकीन / वाशिंग बंद पानी मिलाने के लिए और पानी की मात्रा चलनी में छोड़ दिया कम करने की कोशिश करने के लिए लागू रखने के लिए महत्वपूर्ण है। नमकीन पानी से धोने के लिए उपयोग किए गए पानी की समान मात्रा में असंगत परिणाम से बचने के लिए लागू किया जाना चाहिए। यह पाया गया कि अगर पानी का अधिक से अधिक 500 एमएल बर्फ धोने के लिए प्रयोग किया जाता है, किसी भी आगे की लवणता में कमी होने की संभावना नहीं है। जब मात्रा 200 एमएल के नीचे है, लवणता 4 wt% के रूप में उच्च किया जा सकता है।

चूंकि बाष्पीकरण तापमान जो आम तौर पर, -40 डिग्री सेल्सियस का उपयोग करता है, तो इस विधि बर्फ का उत्पादन करने के लिए प्रयोग किया जाता है एक स्क्रैप-सतह बर्फ निर्माता, की तुलना में बहुत अधिक है, एक उच्च पुलिस की उम्मीद हैचित्रा 3 में हमारी गणना के अनुसार। उदाहरण के लिए, बाष्पीकरण तापमान -20 डिग्री सेल्सियस से ऊपर उठाया जाता है तो पुलिस लगभग सर्द R134A के लिए 3 तक पहुँच सकते हैं।

आकृति 1
चित्रा 1: जल शुरूआत की स्थिति। जब पानी नमकीन पानी की सतह पर पेश है एक "बर्फ टोपी" के रूप में कर सकते हैं। बर्फ रूपों की एक छड़ी जब ट्यूब बाहर निकलने के ईमानदार रखा है। जब पानी नमकीन पानी में इंजेक्ट किया जाता है, बर्फ का आकार प्रवाह rheology पर निर्भर करता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र 2
चित्रा 2: एक सबसे फिट लाइन के साथ अलग अलग नमकीन सांद्रता में रूपांतरण अनुपात तुलना। दोनों ब्रिनई तापमान और एकाग्रता प्रभाव कितना पानी बर्फ (रूपांतरण अनुपात) जब प्रवाह की दर और rheology ही रखा जाता है में जमे हुए किया जा सकता है। रूपांतरण अनुपात नमकीन पानी के तापमान में एक बूंद के साथ रैखिक बढ़ जाती है। निचले स्नान तापमान पर कम नमकीन सांद्रता अधिक बर्फ उत्पन्न करते हैं। धोने की विधि सूखी संग्रह विधि की तुलना में अधिक बर्फ जमा करता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र तीन
चित्रा 3: शीतलक की एक श्रृंखला के लिए अलग बाष्पीकरण तापमान पर प्रदर्शन का गुणांक। उच्चतर बाष्पीकरण तापमान शीतलन प्रणाली के प्रदर्शन (पुलिस) के गुणांक के पक्ष में। दो संक्रमणकालीन refrigerants (R22 और R134A) पहले से ही प्रतिबंध लगा दिया R502 और मिश्रणों (R404A और R507A) की तुलना में बेहतर सीओपी है।यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

नमक एकाग्रता (% WT) सूखी संग्रह गीले संग्रह
P1 P2 P1 P2
23.3 -0.०९,९०९ -1.34 -0.१,१९६ -1.439
22 -0.१,२०४ -1.633 -0.१,४३९ -1.839
21 -0.१,२६१ -1.682 -0.१,५४५ -1.98

तालिका 1: गुणांकों के लिएआर बनाम नमकीन तापमान आरेख रूपांतरण अनुपात के लिए सबसे फिट लाइनों। रूपांतरण अनुपात रैखिक सूत्र के अनुसार नमकीन पानी के तापमान के साथ संबद्ध: समीकरण । दोनों सूखी और गीली-संग्रह तरीकों यहाँ सूचीबद्ध हैं।

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Discussion

बर्फ पीढ़ी के एक माध्यमिक सर्द के रूप में नमकीन पानी के उपयोग की प्रक्रिया गर्मी और बड़े पैमाने पर स्थानांतरण के संयोजन शामिल है। गर्मी हस्तांतरण अधिक से अधिक है, तो पानी से पहले बर्फ रूपों थोक तरल पदार्थ के साथ मिश्रण करने के लिए मौका है। यह देखा गया है कि जब वहाँ शुरू की पानी और मौन थोक नमकीन के बीच एक रिश्तेदार आंदोलन है (यानी, नमकीन पानी के भीतर इंजेक्शन लगाने पानी), प्रवाह गर्मी हस्तांतरण में मदद करता है और तेजी से फार्म करने के लिए बर्फ को प्रोत्साहित करती है। हालांकि, जब वहाँ के प्रवाह में बहुत ज्यादा अशांति है, कोई बर्फ उत्पन्न किया जा सकता है। इस तकनीक की सबसे बड़ी सीमा मिश्रण और नमकीन के कमजोर पड़ने है। नमकीन पानी की मात्रा बढ़ के रूप में प्रक्रिया जारी रखेंगे। इसलिए, जब बर्फ इस तरह से कर रही है, यह महत्वपूर्ण बढ़ती नमकीन पानी की मात्रा और छोड़ने नमकीन लवणता के बारे में पता करने के लिए है। इसके अलावा, यह देखा गया है कि यदि उत्पन्न बर्फ एकत्र नहीं है, यह पिघल जाएगा। यह हो सकता है क्योंकि नमकीन इसके पिघलने के तापमान पर नहीं है, दोनों गर्मी की इजाजत दीऔर गठन बर्फ और थोक तरल पदार्थ के बीच बड़े पैमाने पर स्थानांतरण। गर्मी और बड़े पैमाने पर स्थानांतरण की विधा केवल प्रसार कर रहा है, और पिघलने की दर धीमी है। हालांकि, बाद से बर्फ नमकीन पानी की सतह पर तैरता है, परिवेश पर्यावरण से अतिरिक्त गर्मी प्रवेश बर्फ पिघलने की दर को बढ़ा देता है। इस कारण से, उत्पन्न बर्फ तुरंत एकत्र किया जाना चाहिए एक बार यह नमकीन पानी की मात्रा में एक और वृद्धि से बचने के लिए उत्पादन किया जाता है।

कमजोर पड़ने कम करना या पानी को अलग करने और नमक वर्तमान में हमारी प्रयोगशाला में अध्ययन किया जा रहा है। कई विचारों में से एक एक और ट्यूब व्यास में बड़ा है कि इतना है कि पानी केवल समय की एक छोटी अवधि के लिए थोक तरल पदार्थ को उजागर किया जाएगा, माध्यमिक सर्द की मात्रा में परिवर्तन को कम करने के लिए इंजेक्शन पानी reintroduce करने के लिए है। जब पानी नमकीन पानी के संपर्क में है, बड़ा ट्यूब में बर्फ विकास के पूरा होने के द्वारा पीछा बर्फ nucleation घटित होगा। इस ठोस सतह जोड़कर, उत्पन्न बर्फ के थोक लवणता चलाया हुआ है। उदाहरण के लिए, बर्फ में कम नमक सामग्री की आवश्यकता होती है, तो एक और "मीठा पानी" तरल पदार्थ के लिए माध्यमिक ट्यूब में जोड़ सकते हैं। इस माध्यमिक ट्यूब के जलमग्न लंबाई आसानी से उत्पाद के लिए जरूरी बर्फ अंश के आधार पर बदला जा सकता है।

प्रवाह rheology संपर्क की सतह क्षेत्र पर और थोक तरल पदार्थ में प्रवाह के क्षेत्र करने वाली मात्रा के अनुपात पर एक महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। हमारी टिप्पणियों से संकेत मिलता है कि संपर्क के एक बड़े क्षेत्र के लिए फार्म अधिक बर्फ को प्रोत्साहित करने के लिए अधिक अनुकूल है। संपर्क का एक बढ़ा क्षेत्र में भी बड़े पैमाने पर स्थानांतरण बढ़ाने चाहिए, लेकिन अभी तक अध्ययन नमकीन पानी का तापमान और एकाग्रता रेंज में मनाया नहीं किया गया है। ऐसा लगता है कि इससे पहले कि प्रवाह संक्रमण क्षेत्र है, जहां turbulences और प्रवाह की जुदाई घटित करने के लिए शुरू में प्रवेश करती है, बर्फ हमेशा से बनाया जाएगा। प्रवाह को अलग करती है और बड़े turbulences मौजूद हैं, पानी के अणुओं की प्रत्येक क्लस्टर अपने स्वयं के केंद्रक बिंदु की जरूरत है, और बर्फ इन स्थितियों में फार्म नहीं हो सकती है।

"> नमकीन पानी का तापमान और पानी को बर्फ रूपांतरण अनुपात के बीच संबंध एक निरंतर नमकीन एकाग्रता में जबकि रैखिक है। नमकीन तापमान सबसे फिट लाइनों बनाम रूपांतरण अनुपात की पारियों से संकेत मिलता है कि नमकीन एकाग्रता भी करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है बर्फ के गठन / पानी के कमजोर पड़ने की प्रक्रिया। चरण परिवर्तन के कारण, सीमा की स्थिति पारंपरिक गर्मी और बड़े पैमाने पर स्थानांतरण की सादृश्य पढ़ाई में बहुत अलग हैं, और इसलिए, उन उपमा इस स्थिति का वर्णन करने के लिए पर्याप्त नहीं हैं।

इस अध्ययन में यह भी पता चला है कि, ठंड फ्रंटियर ट्यूब के बाहर से एक रिश्तेदार स्थिर दूरी के लिए तय किया जा सकता है, क्योंकि, प्रवाह एक स्थिर राज्य हालत तक पहुँच सकते हैं। इससे संकेत मिलता है कि इस घटना में, उद्योग में बर्फ के उत्पादन के लिए एक विश्वसनीय नए तंत्र के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, क्योंकि एक बहुत अधिक बाष्पीकरण तापमान और पुलिस मौजूदा बर्फ बनाने की तकनीक की तुलना में उम्मीद कर रहे हैं।

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Disclosures

लेखकों के पास खुलासे के लिए कुछ भी नहीं है।

Acknowledgments

लेखकों कोई स्वीकृतियां है।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
DMA 4500 M Anton Paar 81546022 Density Metre
GELATO Chef 2200 magimix 0036500504R13 Ice Cream Maker
280D FREEZE MASTER 241-1441 Pipe Freezer
M17.5X2 BLUE ICE MACHINES GK924 Slushy Puppy Machine
HH68K OMEGA 140045 Thermometer
OHAUS TS4KW 1324 Scale
ZFC321WA/BNI225 ZANUSSI 920672574-00 Freezer
EIS Heater Matrix Vauxhall 214720041 Heat Exchanger
2500LPH JBA AP-2500 Pump
Glass syringe FORTUNA Optima 100 mL
OAT concentrated coolant wilko P30409014 Ethylene Glycol
pure dried vacuum salt INEOS Enterprise 1433324 NaCl Salt
Methylated Spirits Barrettine 1170 Methanol 

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References

  1. Cleaning and separation in conduits. UK patent. Quarini, G. L. , GB2358229, WO0151224 (2001).
  2. Quarini, J. Ice-pigging to reduce and remove fouling and to achieve clean-in-place. Appl. Therm. Eng. 22, 747-753 (2002).
  3. Evans, T. S., Quarini, G. L., Shire, G. S. F. Investigation into the transportation and melting of thick ice slurries in pipes. Int. J. Refrig. 31, 145-151 (2008).
  4. Shire, G. S. F., Quarini, G. L., Rhys, T. D. L., Evans, T. S. The anomalous pressure drop behaviour of ice slurries flowing through constrictions. Int. J. Multiph. Flow. 34, 510-515 (2008).
  5. Shire, G. S. F., Quarini, G. L., Evans, T. S. Pressure drop of flowing ice slurries in industrial heat exchangers. Appl. Therm. Eng. 29, 1500-1506 (2009).
  6. Evans, T. S. Technical Aspects of Pipeline Pigging with Flowing Ice Slurries [dissertation]. , Department of Mechanical Engineering, University of Bristol. (2007).
  7. Shire, G. S. F. The behaviour of ice pigging slurries [dissertation]. , Department of Mechanical Engineering, University of Bristol. (2006).
  8. Hales, A., et al. Ice fraction measurement of ice slurries through electromagnetic attenuation. Int. J. Refrig. 47, 98-104 (2014).
  9. Hales, A., et al. The effect of salinity and temperature on electromagnetic wave attenuation in brine. Int. J. Refrig. 51, 161-168 (2015).
  10. Hales, A. Ice slurry diagnostics through electromagnetic wave attenuation and other techniques [dissertation]. , Department of Mechanical Engineering, University of Bristol. (2015).
  11. Lucas, E. J. K., Hales, A., McBryde, D., Yun, X., Quarini, G. L. Noninvasive Ultrasonic Monitoring of Ice Pigging in Pipes Containing Liquid Food Materials. J. Food Process. Eng. 40, e12306 (2015).
  12. Carrasco, J., Hodgson, A., Michaelides, A. A molecular perspective of water at metal interfaces. Nat. Mater. 11, 667-674 (2012).
  13. Hu, X. L., Michaelides, A. Ice formation on kaolinite: Lattice match or amphoterism? Surf. Sci. 601, 5378-5381 (2007).
  14. Hu, X. L., Michaelides, A. The kaolinite (0 0 1) polar basal plane. Surf. Sci. 604, 111-117 (2010).
  15. Leiper, A. N., Ash, D. G., McBryde, D. J., Quarini, G. L. Improving the thermal efficiency of ice slurry production through comminution. Int. J. Refrig. 35, 1931-1939 (2012).
  16. Leiper, A. Carnot cycle optimisation of ice slurry production through comminution of bulk ice [dissertation]. , Department of Mechanical Engineering, University of Bristol. (2012).
  17. Leiper, A. N., Hammond, E. C., Ash, D. G., McBryde, D. J., Quarini, G. L. Energy conservation in ice slurry applications. Appl. Therm. Eng. 51, 1255-1262 (2013).
  18. Bédécarrats, J. -P., David, T., Castaing-Lasvignottes, J. Ice slurry production using supercooling phenomenon. Int. J. Refrig. 33, 196-204 (2010).
  19. Wijeysundera, N. E., Hawlader, M. N. A., Andy, C. W. B., Hossain, M. K. Ice-slurry production using direct contact heat transfer. Int. J. Refrig. 27, 511-519 (2004).
  20. Reynolds, O. On the extent and action of the heating surface of steam boilers. Proc. Lit. Philos. Soc. Manch. 14, 7-12 (1874).
  21. Reynolds, O. Papers on mechanical and physical subjects: reprinted from various transactions and journals. , Cambridge University Press. Vol. I, 1869-1882, Ch. 14. On the extent and action of the heating surface of steam boilers 81-85 (1900).
  22. Reynolds, O. Papers on mechanical and physical subjects. Int. J. Heat Mass Transfer. 12, 129-136 (1969).
  23. Prandtl, L. Eine Beziehung zwischen Wärmeaustausch und Strömungswiderstand der Flüssigkeiten (On the relation between heat exchange and stream resistance of fluid flow). Physik. Z. 11, 1072-1078 (1910).
  24. Prandtl, L. Bemerkung über den Wärmeübergang im Rohr (Note on heat transmission in pipes). Physik. Z. 29, 487-489 (1928).
  25. Taylor, G. I. Conditions at the surface of a hot body exposed to the wind. Rep. Memo. ACA. 272, (1916).
  26. Taylor, G. I. The Application of Osborne Reynolds' Theory of Heat Transfer to Flow through a Pipe. Proc. R. Soc. A. 129, 25-30 (1930).
  27. Kármán, T. v Proceedings of the Fourth International Congress for Applied Mechanics. , Cambridge, UK. 54-91 (1934).
  28. Kármán, T. v The analogy between fluid friction and heat transfer. Trans. Am. Soc. Mech. Eng. 61, 705-710 (1939).
  29. Martinelli, R. C. Heat transfer to molten metals. Trans. Am. Soc. Mech. Eng. 69, 947-959 (1947).
  30. Colburn, A. P. A method of correlating forced convection heat-transfer data and a comparison with fluid friction. Trans. Am. Inst. Chem. Eng. 29, 174-210 (1933).
  31. Colburn, A. P. A method of correlating forced convection heat-transfer data and a comparison with fluid friction. Int. J. Heat Mass Transfer. 7, 1359-1384 (1964).
  32. Chilton, T. H., Colburn, A. P. Mass Transfer (Absorption) Coefficients Prediction from Data on Heat Transfer and Fluid Friction. Ind. Eng. Chem. 26, 1183-1187 (1934).
  33. Friend, W. L., Metzner, A. B. Turbulent heat transfer inside tubes and the analogy among heat, mass, and momentum transfer. AIChE J. 4, 393-402 (1958).
  34. Bejan, A. Constructal-theory network of conducting paths for cooling a heat generating volume. Int. J. Heat Mass Transfer. 40, 799-816 (1997).
  35. Bejan, A., Lorente, S. Constructal theory of generation of configuration in nature and engineering. J. Appl. Phys. 100, 041301 (2006).
  36. Bejan, A., Lorente, S., Yilbas, B. S., Sahin, A. Z. Why solidification has an S-shaped history. Sci. Rep. 3, 1711 (2013).
  37. Lake, R. A., Lewis, E. L. Salt rejection by sea ice during growth. J. Geophys. Res. 75, 583-597 (1970).
  38. Wettlaufer, J. S., Worster, M. G., Huppert, H. E. Natural convection during solidification of an alloy from above with application to the evolution of sea ice. J. Fluid Mech. 344, 291-316 (1997).
  39. Paige, R. A. Stalactite Growth beneath Sea Ice. Science. 167, 171-172 (1970).
  40. Dayton, P. K., Martin, S. Observations of ice stalactites in McMurdo Sound, Antarctica. J. Geophys. Res. 76, 1595-1599 (1971).
  41. Eide, L. I., Martin, S. The formation of brine drainage features in young sea ice. J. Glaciol. 14, 137-154 (1975).
  42. Martin, S. Ice stalactites: comparison of a laminar flow theory with experiment. J. Fluid Mech. 63, 51-79 (1974).
  43. Jeffs, K., Attenborough, D. Frozen Planet: Episode 5 'Winter'. , BBC. (2011).
  44. Fothergill, A., Berlowitz, V., Attenborough, D. Ch. Winter: Life closes down. in Frozen Planet: A World Beyond Imagination. , BBC books. (2011).
  45. Yun, X., et al. Ice formation in the subcooled brine environment. Int. J. Heat Mass Transfer. 95, 198-205 (2016).
  46. Weast, R. C. CRC Handbook of Chemistry and Physics. 64, 64 edn, CRC Press. 257-258 (1983).
  47. Bejan, A., Lage, J. L. The Prandtl Number Effect on the Transition in Natural Convection Along a Vertical Surface. J. Heat Transfer. 112, 787-790 (1990).

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इंजीनियरिंग अंक 121 गर्मी और बड़े पैमाने पर स्थानांतरण संवहन प्रसार advection चरण परिवर्तन बर्फ गठन संलयन की अव्यक्त गर्मी प्रवाह rheology ठंड रेनॉल्ड्स सादृश्य प्रदर्शन के गुणांक (पुलिस)
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Yun, X., Quarini, G. L. Ice Generation and the Heat and Mass Transfer Phenomena of Introducing Water to a Cold Bath of Brine. J. Vis. Exp. (121), e55014, doi:10.3791/55014 (2017).

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