A theoretical and experimental investigation of smooth- and wavy ice layers in laminar and turbulent flow inside an asymmetrically cooled parallel-plate channel

The present paper shows the adaption of the numerical model originally developed by Weigand and Beer [14] for calculating steady-state ice layers inside an asymmetrically cooled parallel-plate channel. The investigation shows the characteristics in ice formation behaviour due to asymmetrically cooled walls. Further, a simple analytical model is presented for calculating smooth ice layers in turbulent flow. The study is supported by own measurements of the freezing fronts inside an asymmetrically cooled channel. A comparison between theoretical calculations and measurements shows generally good agreement. Eine theoretische und experimentelle Untersuchung von glatten und welligen Eisschichten in laminarer und turbulenter Str6mung in einem ebenen, asymmetrisch gekiihiten Kanal Zusammenfassung. Die vorliegende Arbeit beschreibt die Anwendung des yon Weigand und Beer [14] entwickelten, numerischen Modells zur Vorhersage yon Eisschichten in einem ebenen, asymmetrisch gekfihlten Kanal. Die Studie befagt sich mit den Untersehieden in der Eisschiehtbildung aufgrund der asymmetrisch gekfihlten Kanalwfinde. Weiterhin wird ein einfaches Verfahren angegeben, mit dem sich die Gestalt yon glatten Eisschichten bet turbulenter Str6mung und asymmetrischer Kfihlung sehr einfach berechnen I/igt. Die analytisch und numerisch gewonnenen Resultate werden anschliel3end mit eigenen Messungen yon Eisschichten verglichen, wobei eine im allgemeinen gute Obereinstimmung zwischen Theorie und Experiment zu beobachten ist.