Heat transfer and solidification of a laminar liquid flow in a cooled parallel plate channel: The stationary case

A simple numerical model is presented to predict the steady-state ice layers on the cooled walls inside a parallel plate channel for arbitrary entrance velocity profiles. The effect of two different entrance velocity distributions (a parabolic velocity distribution and a slug flow) on the shape of the ice-layers are examined. The quality of an approximative solution given in literature was checked by comparing with the numerical results. For the case of a fully developed parabolic velocity distribution at the entrance of the cooled channel the results are compared with experimental findings of Kikuchi [8]. A generally good agreement was found. Erstarren ciner laminar str6menden Fliissigkeit in einem ebenen Kanah Der stationiire Zustand Zusammenfassung. Es wurde ein einfaches numerisches Modell entwickelt, das es erm6glicht, die stationfiren Erstarrungsfronten an den Kanalw/inden fiir beliebige Verteilungen des Eintrittsgeschwindigkeitsprofils zu berechnen. Als Beispiele wurden ein voll ausgebildetes Parabelprofil und ein Pfropfenprofil am Eintritt in die Kiihlstrecke untersucht. Mit Hilfe der numerischen L6sung konnte die Giite einer aus der Literatur bekannten N/iherungsl6sung zur Berechnung der Erstarrungsfronten iiberpriift werden. F/Jr den Fall des Parabelprofils am Kanaleintritt wurde die Rechnung mit Mel3werten von Kikuehi [8] verglichen. Es zeigte sich eine gute ~bereinstimmung zwischen Theorie und Experiment.