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Effect of surface roughness on single cryogen droplet spreading / Jie Liu in Transactions of the ASME . Journal of fluids engineering, Vol. 130 N° 4 (Avril 2008) 

Public ISBD [article]  in Transactions of the ASME . Journal of fluids engineering > Vol. 130 N° 4 (Avril 2008) . - 9 p. Titre : Effect of surface roughness on single cryogen droplet spreading Type de document : texte imprimé Auteurs : Jie Liu, Auteur ; Walfre, Franco, Auteur ; Guillermo Aguilar, Auteur Année de publication : 2009 Article en page(s) : 9 p. Note générale : Fluids engineering Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Dynamics  (mechanics);  friction;  surface  roughness;  energy  dissipation;  skin;  sprays Résumé : Cryogen spray cooling is an auxiliary procedure to dermatologic laser surgery, which consists of precooling the superficial skin layer (epidermis) during laser irradiation of subsurface targets to avoid nonspecific epidermal thermal damage. While previous studies have investigated the interaction of cryogen sprays with microscopically smooth human skin models, it is important to recognize that real human skin surface is far from smooth. With the objective to provide physical insight into the interaction between cryogen sprays and human skin, we study the effect of surface roughness on the impact dynamics of single cryogen droplets falling on skin models of various roughnesses (0.5–70μm). We first develop a theoretical model to predict the maximum spread diameter (Dm) following droplet impingement based on a similarity approximation to the solution of a viscous boundary layer that incorporates friction as the major source of viscous dissipation on a rough surface. Then, we measure the droplet diameter, impact velocity, and Dm of cryogen droplets falling by gravity onto skin models. Experimental data prove that the proposed model predicts Dm with good accuracy, suggesting that the effects of surface roughness and friction on Dm are properly taken into account for the range of surface roughness studied herein. En ligne : http://fluidsengineering.asmedigitalcollection.asme.org/Issue.aspx?issueID=27307 [...] [article] Effect of surface roughness on single cryogen droplet spreading [texte imprimé] / Jie Liu, Auteur ; Walfre, Franco, Auteur ; Guillermo Aguilar, Auteur . - 2009 . - 9 p. Fluids engineering Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of fluids engineering > Vol. 130 N° 4 (Avril 2008) . - 9 p. Mots-clés : Dynamics  (mechanics);  friction;  surface  roughness;  energy  dissipation;  skin;  sprays Résumé : Cryogen spray cooling is an auxiliary procedure to dermatologic laser surgery, which consists of precooling the superficial skin layer (epidermis) during laser irradiation of subsurface targets to avoid nonspecific epidermal thermal damage. While previous studies have investigated the interaction of cryogen sprays with microscopically smooth human skin models, it is important to recognize that real human skin surface is far from smooth. With the objective to provide physical insight into the interaction between cryogen sprays and human skin, we study the effect of surface roughness on the impact dynamics of single cryogen droplets falling on skin models of various roughnesses (0.5–70μm). We first develop a theoretical model to predict the maximum spread diameter (Dm) following droplet impingement based on a similarity approximation to the solution of a viscous boundary layer that incorporates friction as the major source of viscous dissipation on a rough surface. Then, we measure the droplet diameter, impact velocity, and Dm of cryogen droplets falling by gravity onto skin models. Experimental data prove that the proposed model predicts Dm with good accuracy, suggesting that the effects of surface roughness and friction on Dm are properly taken into account for the range of surface roughness studied herein. En ligne : http://fluidsengineering.asmedigitalcollection.asme.org/Issue.aspx?issueID=27307 [...]

Interaction Between Secondaries in a Thermal-Hydraulic Network / Cai, Weihua in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 128 N°4 (Decembre 2006)

Public ISBD [article]  in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 820-828 p. Titre : Interaction Between Secondaries in a Thermal-Hydraulic Network Titre original : Interaction Entre Secondaries dans un Réseau Hydraulique Thermique Type de document : texte imprimé Auteurs : Cai, Weihua, Auteur ; Walfre, Franco, Auteur ; Arimany, Gregor ; Mihir, Sen, Auteur ; Yang, K. T. ; McClain, Rodney L. Article en page(s) : 820-828 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Boucle  secondaire  Intéraction  hydrodynamique  Intéraction  thermique  Refroidissement Index. décimale : 629.8 Résumé : The design of one secondary loop of a complex network often neglects the effect that its operation has on the others. The present is a study of hydrodynamic and thermal interaction between secondaries in a thermal-hydraulic network as the system goes from one steady state to another. Experimental results are related to those derived from a mathematical model. The network consists of a primary and three secondary loops. There is a water-to-water heat exchanger on each secondary, with the cooling coming from the primary and the heating from a separate loop. A step change is introduced by manually actuating a valve in one of the secondaries, resulting in changes in the other loops also. The response time of the temperature is found to be an order of magnitude higher than that of the flow rate, which is again an order of magnitude higher than the pressure difference. The steady-state results show that there is significant interaction, and that it is dependent on the initial operating condition. The hydrodynamic and thermal responses are found to be very different. La conception d'une boucle secondaire d'un réseau complexe néglige souvent l'effet que son opération a de l'autre. Le présent est une étude d'interaction hydrodynamique et thermique entre les secondaries dans un réseau thermique-hydraulique car le système va d'un état d'équilibre à l'autre. Des résultats expérimentaux sont liés à ceux dérivés d'un modèle mathématique. Le réseau se compose des boucles primaires et trois secondaires. Il y a un échangeur de chaleur de l'eau-à-eau sur chacun secondaire, avec venir de refroidissement du primaire et le chauffage d'une boucle séparée. Un changement d'étape est présenté en enclenchant manuellement une valve d'un des secondaries, ayant pour résultat des changements des autres boucles également. Le temps de réponse de la température s'avère un ordre de grandeur plus haut que celui du débit, qui est encore un ordre de grandeur plus haut que la différence de pression. Les résultats équilibrés prouvent qu'il y a d'interaction significative, et qu'elle dépend de la condition de fonctionnement initiale. Les réponses hydrodynamiques et thermiques s'avèrent très différentes. [article] Interaction Between Secondaries in a Thermal-Hydraulic Network = Interaction Entre Secondaries dans un Réseau Hydraulique Thermique [texte imprimé] / Cai, Weihua, Auteur ; Walfre, Franco, Auteur ; Arimany, Gregor ; Mihir, Sen, Auteur ; Yang, K. T. ; McClain, Rodney L. . - 820-828 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 820-828 p. Mots-clés : Boucle  secondaire  Intéraction  hydrodynamique  Intéraction  thermique  Refroidissement Index. décimale : 629.8 Résumé : The design of one secondary loop of a complex network often neglects the effect that its operation has on the others. The present is a study of hydrodynamic and thermal interaction between secondaries in a thermal-hydraulic network as the system goes from one steady state to another. Experimental results are related to those derived from a mathematical model. The network consists of a primary and three secondary loops. There is a water-to-water heat exchanger on each secondary, with the cooling coming from the primary and the heating from a separate loop. A step change is introduced by manually actuating a valve in one of the secondaries, resulting in changes in the other loops also. The response time of the temperature is found to be an order of magnitude higher than that of the flow rate, which is again an order of magnitude higher than the pressure difference. The steady-state results show that there is significant interaction, and that it is dependent on the initial operating condition. The hydrodynamic and thermal responses are found to be very different. La conception d'une boucle secondaire d'un réseau complexe néglige souvent l'effet que son opération a de l'autre. Le présent est une étude d'interaction hydrodynamique et thermique entre les secondaries dans un réseau thermique-hydraulique car le système va d'un état d'équilibre à l'autre. Des résultats expérimentaux sont liés à ceux dérivés d'un modèle mathématique. Le réseau se compose des boucles primaires et trois secondaires. Il y a un échangeur de chaleur de l'eau-à-eau sur chacun secondaire, avec venir de refroidissement du primaire et le chauffage d'une boucle séparée. Un changement d'étape est présenté en enclenchant manuellement une valve d'un des secondaries, ayant pour résultat des changements des autres boucles également. Le temps de réponse de la température s'avère un ordre de grandeur plus haut que celui du débit, qui est encore un ordre de grandeur plus haut que la différence de pression. Les résultats équilibrés prouvent qu'il y a d'interaction significative, et qu'elle dépend de la condition de fonctionnement initiale. Les réponses hydrodynamiques et thermiques s'avèrent très différentes.