DE10325686A1 - Paper industry suction or blowing drum has internal sealing strip with surface-mounted or embedded cooling tubes - Google Patents

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Harald Dr. Graf-Müller
Klaus Wulz
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Rüdiger Kleinberger
Anton Luger
Michael Heitzinger
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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F3/00—Press section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F3/02—Wet presses
    • D21F3/10—Suction rolls, e.g. couch rolls

Abstract

A papermaking assembly incorporates a rotating perforated drum which transports a paper web (4). The drum inner face has a fixed transverse sealing strip (6) in contact with the drum inner face (3). The sealing strip has a series of cooling tubes (13, 14) located near the contact layer. The coolant tubes are either located on the sealing strip outer surface (13) or are embedded within the strip (14). The coolant is either a Peltier element, or low-temperature compressed air discharging to the interface.

Description

Die Erfindung betrifft eine Saug- oder Blaseinrichtung mit einer an eine bewegte, Perforationen aufweisende Materialfläche, insbesondere an den Mantel einer Saug- oder Blaswalze, angrenzenden Unterdruck- bzw. Überdruckzone, insbesondere in einer Maschine zur Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn, wobei die Unterdruck- oder Überdruckzone mit wenigstens einer Dichtungseinrichtung, die an die bewegte Materialfläche angrenzt, ausgestattet ist, wobei die Dichtungseinrichtung eine mit der Materialfläche jeweils eine Grenzfläche bildende, erste auflaufseitige und zweite ablaufseitige Dichtleiste aufweist.The Invention relates to a suction or blowing device with a a moving, perforated material surface, in particular to the mantle of a suction or Blow roller, adjacent negative pressure or positive pressure zone, in particular in a machine for the production of paper, cardboard, tissue or another fibrous web, the negative pressure or positive pressure zone with at least one sealing device which adjoins the moving material surface, is equipped, the sealing device one with the material surface one each interface forming, first upstream and second outflow sealing strips having.

Derartige Dichtungseinrichtungen sowohl in der Formerpartie als auch in der Pressenpartie und/oder Trockenpartie dienen zur seitlichen Abdichtung wenigstens einer an eine bewegte Fläche angrenzenden Überdruck- oder Unterdruckzone einen Saug- oder Blaswalze in einer Papiermaschine mit wenigstens einem der bewegten Fläche gegenüberliegenden Dichtelement, einem diesem zugeordneten Halteelement und wenigstens einem Belastungselement, durch das das Dichtelement an die bewegte Fläche anpressbar ist.such Sealing devices both in the former and in the Press section and / or dryer section serve for lateral sealing at least one overpressure adjacent to a moving surface or vacuum zone a suction or blow roller in a paper machine with at least one sealing element opposite the moving surface, a holding element assigned to this and at least one loading element, through which the sealing element can be pressed against the moving surface.

Diese Dichtungseinrichtungen finden in der Praxis sowohl in der Formerpartie als auch in der Pressenpartie und/oder in der Trockenpartie einer Papier- oder einer Kartonmaschine Verwendung, wobei sie unter anderem in Saugwalzen oder Blaswalzen eingesetzt werden können. So besitzen Saugwalzen in der Regel feststehende innenliegende Saugkästen, die Zonen unterschiedlichen Druckniveaus bilden, wobei die Abdichtung der Druckzonen durch Dichtleisten erfolgt, die sich in der Regel zumindest im wesentlichen über die gesamte Walzenlänge erstrecken.This In practice, sealing devices can be found both in the former as well as in the press section and / or in the dryer section of a paper or a board machine use, among other things in Suction rolls or blow rolls can be used. So own suction rolls usually fixed internal suction boxes, the zones different Form pressure levels, whereby the sealing of the pressure zones by sealing strips takes place, which is usually at least essentially about the total roll length extend.

Zur Erzielung der gewünschten Dichtwirkung war es bisher allgemein üblich, die Dichtelemente oder die Dichtleisten solide auszuführen und durch die Anpresselemente an die betreffende bewegte Fläche wie beispielsweise die innere Mantelfläche einer perforierten Saugwalze anzupressen.to Achieving the desired Sealing effect was previously common, the sealing elements or make the sealing strips solid and by the pressing elements to the moving surface in question like for example the inner surface of a perforated suction roll to press.

Die tribologischen Effekte oder Reibungseffekte zwischen der bewegten Materialfläche und den Dichtelementen, d. h. den Dichtleisten, führen zu einer materiellen Abnutzung der Dichtelemente und zu einem erhöhten Energiebedarf für den Antrieb der bewegten Materialfläche, die von dem Walzenmantel gebildet wird. Dadurch verringert sich auch die Standzeit des Walzenmantels.The tribological effects or friction effects between the moving material surface and the sealing elements, d. H. the sealing strips lead to material wear of the sealing elements and an increased energy requirement for the Drive of the moving material surface, which is formed by the roll shell. This will decrease also the service life of the roller jacket.

Aus der DE 295 06 620 U1 ist eine Saugwalze mit einem drehbaren, gelochten Walzenmantel und mit einem darin angeordneten stationären Saugkasten bekannt. Die Saugwalze wird in einer Papierherstellungsmaschine eingesetzt, um die Entwässerung einer noch nassen Papier- oder Kartonbahn zu unterstützen. Bei der bekannten Saugwalze berührt der Saugkasten die Innenfläche des Walzenmantels mittels Dichtleisten, die eine Saugzone begrenzen.From the DE 295 06 620 U1 a suction roll with a rotatable, perforated roll shell and with a stationary suction box arranged therein is known. The suction roll is used in a paper making machine to support the dewatering of a still wet paper or board web. In the known suction roller, the suction box touches the inner surface of the roller shell by means of sealing strips which delimit a suction zone.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, bei einer Saug- oder Blaseinrichtung der eingangs genannten Art die Materialabnutzung zu reduzieren.It is the object of the invention in a suction or blowing device of the type mentioned at the outset to reduce material wear.

Diese Aufgabe wird bei Saug- oder Blaseinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass wenigstens an oder in mindestens einer Dichtleiste ein Mittel zum Kühlen der Dichtleiste und/oder der Grenzfläche zwischen der Dichtleiste und der Materialfläche angeordnet ist.This Task is the suction or blowing device of the aforementioned Sort of solved that a means for at least on or in at least one sealing strip Cool the sealing strip and / or the interface between the sealing strip and the material area is arranged.

Gemäß der Erfindung wird mindestens ein Dichtungselement vorzugsweise auf eine Oberflächentemperatur unter der jeweiligen Sättigungsgrenze von beispielsweise in Luft gelöstem Wasser abgekühlt. Durch die Kühlung des Dichtungselements entsteht in der feuchten Umgebung ein Kondensat, das im wesentlichen Wasser enthält. Gemäß einer Ausformung der Erfindung entsteht das Kondensat an der Grenzfläche zwischen der Dichtungseinheit und der bewegten Fläche des Walzenmantels.According to the invention at least one sealing element is preferably at a surface temperature below the respective saturation limit of, for example, dissolved in air Water cooled. By cooling the sealing element creates a condensate in the humid environment, which essentially contains water. According to one According to the invention, the condensate is formed at the interface between the sealing unit and the moving surface of the roll shell.

Das Kondensat, also beispielsweise Wasser, bildet bei weiterer Kühlung eine feste Schicht; im Falle des Wassers also eine Eisschicht. Durch eine derartige sehr dünne Eisschicht zwischen der Dichtleiste und der bewegten Materialfläche, d. h. der inneren Wandung des Walzenmantels, wird die Reibung zwischen der feststehenden Dichtleiste und der bewegten Materialfläche erheblich reduziert. Aber auch durch andere Fluide, beispielsweise durch Kohlendioxid, lässt sich eine Eisschicht erzeugen.The Condensate, for example water, forms one when further cooled solid layer; in the case of water, a layer of ice. By such a very thin one Layer of ice between the sealing strip and the moving material surface, d. H. the inner wall of the roll shell, the friction between the fixed sealing strip and the moving material surface considerably reduced. But also by other fluids, for example by carbon dioxide, let yourself create a layer of ice.

Die Kühlung der Dichtungselemente kann durch mit Fluiden oder Kühlmitteln gefüllte Leitungen erfolgen, wobei unter Leitungen im Sinne der Erfindung auch Schläuche, Kanäle, Rohre oder anderen Volumina oder feste, innen hohle Stäbe verstanden werden. Die Kühlung kann auch durch Peltier-Elemente erfolgen.The cooling The sealing elements can be sealed with fluids or coolants filled Lines take place, with lines within the meaning of the invention also hoses, Channels, Pipes or other volumes or solid, hollow hollow bars are understood. The cooling can also be done by Peltier elements.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.advantageous Further developments of the invention result from the subclaims Description and the drawing.

Von Vorteil ist insbesondere eine Ausgestaltung der Erfindung, bei der die Saug- oder Blaseinrichtung mindestens eine mit einem Kühlmittel gefüllte Leitung umfasst. Es versteht sich, dass die Leitung, etwa in Form von Kühlschlangen, durch die Dichtleiste hindurch verlaufen kann, wobei sie insbesondere in unmittelbarer Nähe zu der Innenwand des Walzenmantels, also in der Nähe der Grenzfläche, angeordnet ist. Dadurch wird eine effektive Kühlung an der Grenzfläche gewährleistet.An embodiment of the invention is particularly advantageous in which the suction or blowing device comprises at least one line filled with a coolant. It goes without saying that the line, for example in the form of cooling coils, can run through the sealing strip, it being in particular in the immediate vicinity of the inner wall of the roller shell, that is to say in the vicinity of the interface, is arranged. This ensures effective cooling at the interface.

Das Kühlmedium wird durch das Leitungssystem zu einer Kühleinrichtung befördert, in der es beispielsweise durch Kompression und anschließende Expansion erneut abgekühlt wird.The cooling medium is conveyed through the line system to a cooling device, in for example by compression and subsequent expansion cooled again becomes.

Alternativ wird das Kühlmedium durch ein Peltier-Element abgekühlt, oder das Peltier-Element ist in der Dichtleiste integriert. Ein Peltier-Element im Sinne der Erfindung umfasst beispielsweise auch eine Mehrzahl von einzelnen Peltier-Elementen.alternative becomes the cooling medium cooled by a Peltier element, or is the Peltier element integrated in the sealing strip. A Peltier element in the sense of For example, the invention also includes a plurality of individual ones Peltier elements.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kühlmittel ein unter Druck stehendes Gas, insbesondere Druckluft, mit einer niedrigen Temperatur ist und dass die Leitung mindestens einen Auslass zum Ausblasen des Gases auf die zu kühlende Grenzfläche aufweist. Diese Maßnahme wird entweder allein eingesetzt oder in Verbindung mit anderen Kühlmaßnahmen.In Another advantageous embodiment of the invention provides that the coolant a pressurized gas, especially compressed air, with a is low temperature and that the line has at least one outlet for blowing the gas onto the interface to be cooled. This measure is used either alone or in conjunction with other cooling measures.

Gemäß der Erfindung lassen sich die Kühlanordnungen, wie sie oben beschrieben sind, in verschiedener Weise kombinieren; so lassen sich beispielsweise ein Peltier-Element im Innern der Dichtleiste und Röhren auf der Außenseite der Dichtleiste zum Kühlen der Grenzfläche einsetzen.According to the invention can the cooling arrangements, combine as described above in different ways; for example, a Peltier element inside the sealing strip and roar on the outside the sealing strip for cooling the interface deploy.

Infolge der verringerten Reibung der Dichtelemente bzw. der vorwiegenden Abnutzung der durch das Fluid zwischen dem Dichtelement, insbesondere der Dichtleiste, und dem Walzenmantel, d.h. der bewegten Materialfläche, gebildeten Zwischenschicht sind erhöhte Standzeiten möglich. Aufgrund der verringerten Reibung ist auch nur ein verringerter Energiebedarf zum Antrieb des Walzenmantels erforderlich.As a result the reduced friction of the sealing elements or the predominant Wear caused by the fluid between the sealing element, in particular the Sealing strip, and the roller jacket, i.e. the moving material surface Interlayer are elevated Downtimes possible. Because of the reduced friction, only a reduced one Energy required to drive the roll shell.

Nachstehend wird die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:below is the invention in two embodiments explained in more detail with reference to the drawings. It demonstrate:

1 einen schematischen Querschnitt eines Ausschnitts einer Saugwalze mit einer ersten Kühleinrichtung und 1 a schematic cross section of a section of a suction roll with a first cooling device and

2 einen schematischen Querschnitt eines Ausschnitts der Saugwalze wie in 1 mit einer zweiten Kühleinrichtung. 2 a schematic cross section of a section of the suction roll as in 1 with a second cooling device.

Eine Saugwalze 1 (1) weist einen mit durchgehenden Perforationen 2 ausgestatteten, sich drehenden Walzenmantel 3 auf. (Aus Gründen der Vereinfachung ist dieser hier ohne Krümmung dargestellt. In Wirklichkeit hat dieser eine gekrümmte Kontur entsprechend dem kreisförmigen Querschnitt der Walze 1.) Über den Mantel 3 läuft in Richtung eines Pfeils A eine Papierbahn 4 ab.A suction roll 1 ( 1 ) has one with continuous perforations 2 equipped, rotating roller jacket 3 on. (For reasons of simplification, this is shown here without a curvature. In reality, it has a curved contour corresponding to the circular cross section of the roller 1 .) Over the coat 3 a paper web runs in the direction of an arrow A. 4 from.

Innerhalb des Mantels 3 ist ein stationärer Saugkasten 5 angeordnet, der die Innenfläche des Walzenmantels 3 mittels einer auflaufseitigen und einer ablaufseitigen Dichtleiste 6 berührt und eine Unterdruckzone einer Saugeinrichtung bildet. Vorliegend ist nur die ablaufseitige Dichtleiste 6 oder das ablaufseitige Dichtelement dargestellt. Anstelle eines einzigen Saugkastens 5 kann die Saugeinrichtung auch eine Mehrzahl von Saugkästen umfassen.Inside the coat 3 is a stationary suction box 5 arranged of the inner surface of the roll shell 3 by means of an upstream and an outflow sealing strip 6 touched and forms a vacuum zone of a suction device. Only the sealing strip on the outlet side is present 6 or the drain-side sealing element is shown. Instead of a single suction box 5 The suction device can also comprise a plurality of suction boxes.

Die Dichtleiste 6 (und in entsprechender Weise auch die auflaufseitige Dichtleiste) ist Teil einer Dichtungseinrichtung, wie sie an sich bekannt ist. Hierzu wird beispielsweise auf die DE 198 42 837 A1 verwiesen.The sealing strip 6 (and in a corresponding manner also the sealing strip on the upstream side) is part of a sealing device as is known per se. For this purpose, for example, on the DE 198 42 837 A1 directed.

In der vorliegenden Ausgestaltung der Dichtleiste 6 ist diese in einem Halteelement 7 in Richtung eines Doppelpfeils B bewegbar angeordnet. Zum Anheben und Absenken der Dichtleiste 6 dient ein Schlauch 8, der mit einem unter Druck stehenden Medium beaufschlagt wird. Je nach dem Druck des Mediums in dem Schlauch 8 zieht sich dieser zusammen, oder er bläht sich auf; entsprechend wird die Dichtleiste 6 abgesenkt oder angehoben.In the present embodiment of the sealing strip 6 is this in a holding element 7 arranged movably in the direction of a double arrow B. For raising and lowering the sealing strip 6 serves a hose 8th pressurized medium. Depending on the pressure of the medium in the hose 8th it contracts or inflates; accordingly the sealing strip 6 lowered or raised.

Aus einem Rohr 9 wird ein gekühltes Fluid aus Öffnungen 10 in dem Rohr 9 gegen die Dichtleiste 6 geblasen oder gesprüht, so dass sich diese abkühlt, insbesondere im Bereich der Grenzfläche, die sie mit dem sich bewegenden Walzenmantel 3 bildet.From a pipe 9 becomes a chilled fluid from orifices 10 in the tube 9 against the sealing strip 6 blown or sprayed so that it cools, especially in the area of the interface that it with the moving roll shell 3 forms.

Durch die Kühlung entsteht Kondensat an der Grenzfläche sowie auch an den Seitenwänden der Dichtleiste 6 in Bereichen 11, 12, die an den Walzenmantel 3 angrenzen.The cooling creates condensate on the interface as well as on the side walls of the sealing strip 6 in areas 11 . 12 that on the roller shell 3 adjoin.

Zusätzlich oder alternativ zu dem aus dem Rohr 10 auf die Dichtleiste 6 einströmenden kühlenden Medium kann auch eine weitere, insbesondere Röhren, Schläuche oder andere Volumina umfassende Kühleinrichtung 13 vorhanden sein, die insbesondere neben der Dichtleiste 6 an deren äußerer Wandung angebracht ist.Additionally or alternatively to that from the pipe 10 on the sealing strip 6 Incoming cooling medium can also include a further cooling device, in particular tubes, hoses or other volumes 13 be present, in particular next to the sealing strip 6 is attached to the outer wall.

Die Kühleinrichtung 13 umfasst beispielsweise eine Mehrzahl von Rohren, die jeweils parallel zu der Seitenwand der Dichtleiste 6 verlaufen und diese mittels eines in ihnen strömenden kalten Fluids kühlen, wodurch die Bildung eines Kondensats insbesondere auch im Grenzbereich zu dem Walzenmantel 3 erreicht wird.The cooling device 13 includes, for example, a plurality of tubes, each parallel to the side wall of the sealing strip 6 run and cool them by means of a cold fluid flowing in them, as a result of which the formation of a condensate, in particular also in the boundary region to the roll shell 3 is achieved.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung (2) sind im Innern der Dichtleiste 6 Leitungen 14 als Teil einer Kühleinrichtung vorgesehen. Zusätzlich können aber auch die anhand von 1 beschriebenen Kühleinrichtungen eingesetzt werden.In another embodiment of the invention ( 2 ) are inside the sealing strip 6 cables 14 provided as part of a cooling device. In addition, you can also use the 1 described cooling devices are used.

In einer weiteren (hier nicht dargestellten) Ausführungsform ist ein Peltier-Element oder eine Mehrzahl von Peltier-Elementen, vorzugsweise im Innern der Dichtleiste 6, oder an deren Außenwänden, insbesondere in unmittelbarer Umgebung zu dem Walzenmantel, zur Kühlung im Bereich der Grenzfläche zu dem Walzenmantel 3 angeordnet.In another (not shown here) The embodiment is a Peltier element or a plurality of Peltier elements, preferably inside the sealing strip 6 , or on their outer walls, in particular in the immediate vicinity of the roller shell, for cooling in the area of the interface with the roller shell 3 arranged.

Wenn anstelle der Saugwalze 1 eine Blaswalze mit einem in ihrem Innern nach Art des Saugkastens angeordneten Blaskasten eingesetzt wird, können dieselben Einrichtungen, wie sie oben anhand der Saugwalze 1 beschrieben wurden, eingebaut werden, um die Grenzfläche zu kühlen, wodurch die Reibung zwischen der Dichtleiste und dem Walzenmantel 1 aufgrund der Bildung eines Kondensats von Wasser oder eines anderen Fluids verringert wird.If instead of the suction roller 1 a blow roller with a blow box arranged in its interior in the manner of the suction box can be used, the same devices as those above with reference to the suction roll 1 have been incorporated to cool the interface, thereby reducing the friction between the sealing strip and the roll shell 1 is reduced due to the formation of a condensate of water or another fluid.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich die Kühleinrichtungen lediglich über einen Teilbereich oder einige Teilbereiche der Walze.In another embodiment According to the invention, the cooling devices only extend over one Section or some sections of the roller.

Claims (7)

Saug- oder Blaseinrichtung (5) mit einer an eine bewegte, Perforationen (2) aufweisende Materialfläche, insbesondere an den Mantel (3) einer Saug- oder Blaswalze (1), angrenzenden Unterdruck- bzw. Überdruckzone, insbesondere in einer Maschine zur Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn (4), wobei die Unterdruck- oder Überdruckzone mit wenigstens einer Dichtungseinrichtung, die an die bewegte Materialfläche (3) angrenzt, ausgestattet ist, wobei die Dichtungseinrichtung eine mit der Materialfläche (3) jeweils eine Grenzfläche bildende, erste auflaufseitige und zweite ablaufseitige Dichtleiste (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens an oder in mindestens einer Dichtleiste (6) ein Mittel zum Kühlen der Dichtleiste (6) und/oder der Grenzfläche zwischen der Dichtleiste (6) und der Materialfläche (3) angeordnet ist.Suction or blowing device ( 5 ) with one moving, perforations ( 2 ) material surface, in particular on the jacket ( 3 ) a suction or blowing roller ( 1 ), adjacent negative pressure or positive pressure zone, in particular in a machine for producing a paper, cardboard, tissue or other fibrous web ( 4 ), the underpressure or overpressure zone having at least one sealing device which is connected to the moving material surface ( 3 ) is adjacent, the sealing device being one with the material surface ( 3 ) each forming an interface, first upstream and second outflow sealing strips ( 6 ), characterized in that at least on or in at least one sealing strip ( 6 ) a means of cooling the sealing strip ( 6 ) and / or the interface between the sealing strip ( 6 ) and the material surface ( 3 ) is arranged. Saug- oder Blaseinrichtung (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel mindestens eine mit einem Kühlmittel gefüllte Leitung (9, 13, 14) umfasst.Suction or blowing device ( 5 ) according to claim 1, characterized in that the means at least one line filled with a coolant ( 9 . 13 . 14 ) includes. Saug- oder Blaseinrichtung (5) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Leitung (9, 13) an der Außenseite der Dichtleiste (6), insbesondere in der Nähe zu der Grenzfläche, angeordnet ist.Suction or blowing device ( 5 ) according to claim 2, characterized in that that the line ( 9 . 13 ) on the outside of the sealing strip ( 6 ), in particular in the vicinity of the interface. Saug- oder Blaseinrichtung (5) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (14) im Innenbereich der Dichtleiste (6, 7) angeordnet ist.Suction or blowing device ( 5 ) according to claim 2, characterized in that the line ( 14 ) inside the sealing strip ( 6 . 7 ) is arranged. Saug- oder Blaseinrichtung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel ein Peltier-Element umfasst.Suction or blowing device ( 5 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the agent comprises a Peltier element. Saug- oder Blaseinrichtung (5) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel ein unter Druck stehendes Gas, insbesondere Druckluft, mit einer niedrigen Temperatur ist und dass die Leitung mindestens einen Auslass zum Ausblasen des Gases auf die zu kühlende Grenzfläche aufweist.Suction or blowing device ( 5 ) according to claim 2, characterized in that the coolant is a pressurized gas, in particular compressed air, with a low temperature and that the line has at least one outlet for blowing the gas onto the interface to be cooled. Saug- oder Blaseinrichtung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zusätzlich eine Leitung für ein unter Druck stehendes Fluid, insbesondere eine Druckluftleitung (9) umfasst und dass durch das Fluid die Grenzfläche zusätzlich kühlbar ist.Suction or blowing device ( 5 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the means additionally a line for a pressurized fluid, in particular a compressed air line ( 9 ) and that the interface can also be cooled by the fluid.
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