Transient freezing of liquids in forced laminar flow inside a parallel plate channel

Abstract

A simple analytical approximative solution was given for calculating the time dependent development of the ice-layers at the cooled walls inside a parallel plate channel. By ignoring the effect of acceleration, resulting from converging ice-layers in the axial direction, an analytical solution for the variation of the ice-layer thickness with time and axial position could be obtained. The approximative solution was checked by numerical calculations and good agreement was found.

Es wurde ein analytisches Näherungsverfahren entwickelt, das es ermöglicht, die zeitliche Entwicklung der Erstarrungsfronten im gekühlten, ebenen Kanal zu bestimmen. Die Methode liefert unter Vernachlässigung der Beschleunigungsterme durch die konvergenten Eisschichten eine exakte Lösung der Phasengrenzbeziehung. Das Näherungsverfahren wurde mittels numerischer Berechnungen überprüft und stimmt bis zu Wandunterkühlungsverhältnissen vonB=10 sehr gut mit der numerischen Lösung überein.