Freezing in turbulent flow inside tubes and channels

Abstract

A simple and quite flexible numerical model is presented to predict the steady state ice-layer formation inside a cooled two dimensional channel or a tube containing a turbulent flow. The effects of arbitrary entrance velocity distributions upon the shape of the ice-layers are examined. The presented numerical scheme is verified by comparing the predicted ice-layers with measurements and generally good agreement was found. Es wurde ein einfaches und sehr flexibles numerisches Modell entwickelt, das es ermöglicht, die stationären Erstarrungsfronten im turbulent durchströmten ebenen Kanal und im Kreisrohr zu berechnen. Der Artikel befaßt sich unter anderem mit dem Einfluß des Eintrittsgeschwindigkeitsprofils auf die Kontur der erstarrten Schicht. Die Güte des vorgestellten Modells wurde anhand von eigenen Messungen für die Strömung mit Eisbildung im ebenen Kanal überprüft. Es zeigte sich eine sehr gute Übereinstimmung zwischen Theorie und Experiment.