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Contact melting of a three-dimensional phase change material on a flat substrate

机译:平面相上的三维相变材料的接触熔化

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摘要

In this paper a model is developed to describe the three dimensional contact melting process of a cuboid on a heated surface. The mathematical description involves two heat equations (one in the solid and one in the melt), the Navier-Stokes equations for the flow in the melt, a Stefan condition at the phase change interface and a force balance between the weight of the solid and the countering pressure in the melt. In the solid an optimised heat balance integral method is used to approximate the temperature. In the liquid the small aspect ratio allows the Navier-Stokes and heat equations to be simplified considerably so that the liquid pressure may be determined using an igenfunction expansion and finally the problem is reduced to solving three first order ordinary differential equations. Results are presented showing the evolution of the melting process. Further reductions to the system are made to provide simple guidelines concerning the process. Comparison of the solutions with experimental data on the melting of n-octadecane shows excellent agreement.
机译:在本文中,开发了一个模型来描述长方体在受热表面上的三维接触熔化过程。数学描述涉及两个热方程(一个在固体中,一个在熔体中),用于熔体中流动的Navier-Stokes方程,相变界面处的Stefan条件以及固体和固体重量之间的力平衡。熔体中的反压力。在固体中,使用优化的热平衡积分方法来估算温度。在液体中,小长宽比可以极大地简化Navier-Stokes方程和热方程,从而可以使用特征函数展开来确定液体压力,最后将问题减少到求解三个一阶常微分方程。结果表明熔融过程的演变。对该系统进行了进一步简化,以提供有关该过程的简单指导。将该溶液与正十八烷熔融的实验数据进行比较显示出极好的一致性。

著录项

  • 作者

    De Decker Michelle M.;

  • 作者单位
  • 年度 2011
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类

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