Summary
Ce manuscrit décrit des méthodes visant à mesurer les coefficients de transfert de chaleur par convection instantanée local dans un flux de tuyau unique ou en deux phases. Une méthode optique simple pour déterminer la longueur et la vitesse de propagation d’une bulle d’air allongée (Taylor) se déplaçant à une vitesse constante est également présentée.
Abstract
Ce manuscrit décrit étape par étape le processus de fabrication d’une section de test destiné à mesurer le coefficient de transfert de chaleur instantanée locale en fonction de la vitesse d’écoulement de liquide dans un tuyau transparent. Avec certaines modifications, l’approche est étendue à des flux de gaz-liquide, avec un accent particulier sur l’effet d’une bulle d’air (Taylor) allongée seule sur l’amélioration de transfert de chaleur. Une technique non invasive de la thermographie est appliquée à la pour mesure de la température instantanée d’une mince feuille métallique chauffée électriquement. La feuille est collée pour couvrir une fente étroite coupée dans le tuyau. L’inertie thermique de l’aile est assez petit pour détecter la variation de la température instantanée de clinquant. La section d’essai peut être déplacée le long du tuyau et est assez longue pour couvrir une grande partie de la couche-limite thermique croissante.
Au début de chaque série expérimentale, un état d’équilibre avec un flux constant d’eau débit taux et de la chaleur sur la feuille est atteint et sert comme référence. La bulle de Taylor est ensuite injectée dans la tuyauterie. Les variations de coefficient de transfert de chaleur due au passage d’une bulle de Taylor se propageant dans un tuyau vertical est mesurée en fonction de la distance du point de mesure du fond de la bulle de Taylor mobile. Ainsi, les résultats représentent les coefficients de transfert de chaleur locale. Plusieurs essais indépendants préformés dans des conditions identiques laisser accumuler suffisamment de données pour le calcul des résultats fiables sur le transfert de chaleur par convection transitoire moyenne ensemble. Afin d’effectuer cela dans un cadre de référence se déplaçant avec la bulle, l’emplacement de la bulle le long du tuyau doit être connu à tout moment. Description détaillée des mesures de la longueur et de la vitesse de translation des bulles Taylor par sondes optiques est présentée.
Introduction
De nombreuses études expérimentales du transfert de chaleur par convection, à l’aide de différentes techniques pour mesurer le mur et/ou la température du fluide dans une variété de configurations d’écoulement, ont été réalisées au cours des dernières décennies. Un des facteurs qui limite la précision des mesures de température dans les processus instables est la réponse lente des capteurs. Pour enregistrer la température de paroi instantanée locaux, l’appareillage de mesure doit tenir compte assez, rapidement alors que la surface où la température est enregistrée doit être en équilibre thermique avec le flux dépendant du temps. Ainsi, l’inertie thermique de la surface doit être suffisamment faible. Les échelles de temps concernées sont déterminées par les phénomènes hydrodynamiques qui causent le changement dans le transfert de chaleur par convection. Rapide temps de réponse est donc crucial pour l’enregistrement de la température fonction du temps en écoulement transitoire.
Pour répondre à ces exigences, une caméra infrarouge est utilisée pour enregistrer une section test auto-construit spécial qui permet une réponse rapide de la température à tout changement dans le flux. Une partie de la paroi du tube est coupée et remplacée par une feuille mince d’acier inoxydable. Une approche similaire a été utilisée par Hetsroni et al. 1, toutefois, la feuille, qu'ils ont utilisé était trop épaisse pour mesurer avec précision les changements de température instantanée et moyenne temporelle seulement les températures ont été présentés. Diminution de l’épaisseur de papier d’aluminium est considérablement amélioré le temps de réponse. 2 cette méthode a été appliquée en laboratoire pour mesurer les coefficients de transfert de chaleur par convection dans l’écoulement biphasé3,4 et phénomènes transitoires en monophasé tuyau débit5.
Une présentation schématique de la facilité d’écoulement biphasé est donnée à la Figure 1, des informations supplémentaires sur le périphérique d’entrée air unique trouvera dans Babin et al. 3
Enquête de transfert de chaleur par convection dans l’écoulement biphasé est très complexe en raison de la viscosimétrie transitoire et l’effet de la fraction de vide dans la section du tuyau. Par conséquent, de nombreuses études ont présenté seulement un coefficient de transfert thermique convectif moyen pour un régime d’écoulement donnée en fonction du débit spécifique des conditions6,7,8,9,10 , 11. Toutefois, les papiers de Donnelly et al. 12 et Liu et al. 13 représentent des exemples d’études de transfert de chaleur par convection local en deux phases.
La présente étude traite des mesures de transfert de chaleur autour d’une unique bulle (Taylor) allongée injectées stagnante ou liquide dans un tuyau d’écoulement. La bulle de Taylor se propage à une vitesse de translation constante14,15,16. La vitesse de propagation de bulle est déterminée à l’aide de sondes optiques méthode consistant en une source de lumière laser et la photodiode3,4.
La combinaison de la caméra IR et des sondes optiques permet des mesures du transfert de chaleur par convection instantanée local en fonction de la distance de Taylor bulle haut ou bas.
La température instantanée de mur peut être utilisée pour calculer le coefficient de transfert de chaleur par convection, het le nombre de Nusselt :
, (1)
où q est le flux de chaleur sur la feuille,- T,w et T∞ sont la température de la paroi et la température de l’eau, respectivement, k est la conductivité du liquide et D est le diamètre du tuyau. La température ambiante qui est couramment utilisée pour déterminer les coefficients de transfert de chaleur n’a pas été mesurée afin d’éviter l’introduction de toute ingérence à l’écoulement.
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Protocol
1. Section d’essai pour le mesurage de la température instantanée
- Processus de fabrication de la section d’essai (Figure 2)
- Couper un segment d’un tuyau au moins 70 cm de long.
Remarque : Le diamètre et épaisseur de paroi de la section d’essai devrait être identique à celui du tuyau utilisé dans l’installation expérimentale. - Utiliser une fraiseuse pour couper 4 fenêtres étroites adjacentes le long du tuyau dans la section d’essai, chaque fenêtre est large de 6 mm et 80 mm de long avec un écart de 25 mm entre les fenêtres consécutives.
- D’un 12 µm minces en acier inoxydable feuilles, couper 40-60 cmlong et 12 mm larges bandes.
Remarque : Le film servira à sceller les fenêtres dans la conduite de l’essai. L’acier inoxydable doit être recouvert de deux bandes d’or qui marquent une petite distance de l’extrémité de la feuille et doivent être utilisés pour souder les fils d’alimentation pour chauffer la grille, voir la Figure 2. - Mesurer la résistance électrique de la feuille à l’aide d’un ohmmètre.
- Placer la feuille dans la tuyauterie en suivant les étapes décrites ci-dessous.
- Créer une base pour l’insertion de la feuille dans la section du fait d’un tube rigide avec un diamètre extérieur égal à celui du diamètre intérieur du tuyau de test. Pour ce faire, couper un 20 mm de largeur et environ 80 cm de long fait partie de la paroi du tube
- Enduire la base avec de la graisse avant de placer la feuille sur elle, afin de permettre la déconnexion de la base de l’emballage protecteur à un stade ultérieur.
- Placer la feuille sur la base et l’aplatir. Prenez un chiffon avec de l’alcool et nettoyez la grille de tout excès de graisse.
- Appliquer la colle sur le pourtour de la feuille et sur les trois segments de la feuille correspondant à l’emplacement des ponts entre les fenêtres consécutives.
Remarque : L’adhésif doit être forte, avec une période de durcissement initial d’au moins 20 minutes afin d’assurer suffisamment de temps pour le processus d’attachement de papier d’aluminium ; époxy 460 DP est utilisé. - Insérez avec précaution la base avec le papier dans la section d’essai avec la feuille vers le haut vers les fenêtres.
Remarque : Ce processus devrait être effectué par deux personnes. - Veiller à ce que la feuille est alignée sur les fenêtres, les rayures or devraient être au bord de ces deux fenêtres extérieures. Une fois que le papier est correctement placé et couvre les fenêtres, relier la base à la conduite de l’essai à chaque extrémité à l’aide d’une pince.
- Soigneusement, introduisez un pneu intérieur vélo plié dans le tuyau sous la base, graisser le pneu si nécessaire. Gonfler le pneu. Au cours de l’inflation, observer l’adhésif s’étendant sur la feuille et d’atteindre la base.
Remarque : La pression appliquée par le pneu gonflé devrait garantir que l’adhésif sera relié à la paroi intérieure du tube et le clinquant. Cela aussi façonner l’emballage protecteur dans la courbure du tuyau et réduire toute interférence éventuelle à la circulation en raison de la grille ou de l’adhésif. - Avec un chiffon, désactivez tout excès de colle qui a atteint les ouvertures de fenêtre.
- Laissez l’adhésif sécher pendant 24 h. Deflate le pneu, l’extraire et ouvrir les pinces.
- Débranchez la base de l’aluminium et les tuyaux dans les étapes suivantes :
- Touchez légèrement chaque extrémité de la base de sentir quelle extrémité est plus facile de déconnecter et de commencer à déconnecter de cette fin.
- Utiliser un rouleau long ou un objet similaire pour déconnecter au départ peu à peu, se déplacent lentement dans le tube jusqu'à ce que la base entière est déconnectée et le clinquant demeure intact en toute sécurité sur le tuyau.
Remarque : Ce processus doit s’effectuer avec précaution afin de protéger le joint ; Si le joint est ruiné une nouvelle unité de chaleur transfert test pipe convient. - Vérifiez que le tuyau est scellé en fermant une extrémité du tuyau et le tuyau de remplissage avec de l’eau.
- Nettoyer l’excès de graisse de la partie interne du tuyau avec l’eau et du savon.
- Connecter les câbles chauffants électriques de soudure pour les bandes dorées sur la feuille.
Remarque : Afin de protéger la feuille à ces endroits, il est suggéré de lier tout d’abord une puce petite cooper sur la feuille et puis souder le fil sur elle. - Avec un adhésif thermique connecter un thermocouple type T vers le bas de chaque fenêtre. Ces thermocouples servira plus tard dans le processus d’étalonnage caméra IR.
Remarque : Les lectures de température depuis les thermocouples sont enregistrés et enregistrés par un PC à l’aide d’un convertisseur A/D. - La peinture en aérosol le côté extérieur de la grille avec un spray noir mat afin de maximiser l’émissivité.
- Couper un segment d’un tuyau au moins 70 cm de long.
- Application de flux de chaleur aux feuilles
- Connectez les câbles chauffants électriques du bord de la feuille sur une alimentation DC.
- La valeur du courant pour que la feuille puisse atteindre la température souhaitée.
Remarque : N’atteignent pas une température qui pourrait altérer le tuyau. Pour plexiglas, la limite est environ 45 ° C. Toutefois, n’oubliez pas de chauffer la feuille assez pour s’assurer que la température de la grille reste au moins quelques degrés au-dessus de la température de l’eau, même pendant l’état de refroidissement dû aux changements transitoires attendus dans le flux. - Calculer le flux de chaleur appliquée Q = j’ai2R où I est le courant appliqué et R est la résistance électrique de la feuille.
Remarque : Le transfert de chaleur par endroit de la feuille qui est ouvert à l’air est négligeable comparée à du transfert de chaleur à l’eau à l’intérieur de la conduite2. - Brancher un contacteur électrique contrôlable de PC à l’un des fils du flux de chaleur afin de contrôler la chaleur flux impulsif initiation et la fermeture.
- Caméra IR
Remarque : détaillée des spécificités de la caméra IR utilisé dans le laboratoire peuvent être vu dans Ferhstman3,4. L’appareil photo est connecté à un ordinateur et contrôlé par un ordinateur.- Si possible, branchez la caméra IR à un ensemble de rails permettant un mouvement en trois dimensions de la caméra placer facilement à différentes positions le long de la section d’essai.
- Allumez la caméra IR quelques minutes avant d’effectuer toute mesure, les capteurs internes prennent le temps de refroidir à la température requise.
- Placez la caméra IR quelques centimètres de la surface sur une distance focale de la caméra pour permettre la mise au point.
Remarque : Selon la résolution de la caméra n’oubliez pas que la surface mesurée n’est pas inférieure à un seul pixel. Il est préférable d’avoir la surface mesurée consistant en un nombre de pixels. - Définir le focus de la caméra IR.
- Processus d’étalonnage de caméra IR :
- Appliquer le flux de chaleur comme indiqué dans 1.2 et attendre jusqu'à ce qu’un état d’équilibre thermique est atteint, c'est-à-dire une fois que les thermocouples placés sur la température constante record de papier d’aluminium. Mesurer la température ambiante dans le voisinage de l’installation expérimentale avec un thermocouple.
Remarque : Cette température servira de la température réfléchie sur la surface. Pour une valeur élevée de l’émissivité de la surface, ce paramètre est presque négligeable. - Entrez la température ambiante en tant que paramètre de la caméra infrarouge de la température réfléchie.
- Pour chaque fenêtre de la feuille, comparez la température enregistrée par la caméra IR à l’enregistrement du thermocouple de cette fenêtre. Réglez la propriété de l’émissivité de la caméra IR jusqu'à ce que l’enregistrement de la température de la caméra IR est égale à la température enregistrée par le thermocouple.
Remarque : Cela peut être fait pour plusieurs valeurs de flux de chaleur ; Toutefois, l’émissivité n’est pas sensible à cette gamme de température relativement basse. Dans les enregistrements expérimentaux, la valeur moyenne d’émissivité était de 0,98.
- Appliquer le flux de chaleur comme indiqué dans 1.2 et attendre jusqu'à ce qu’un état d’équilibre thermique est atteint, c'est-à-dire une fois que les thermocouples placés sur la température constante record de papier d’aluminium. Mesurer la température ambiante dans le voisinage de l’installation expérimentale avec un thermocouple.
2. les mesures des Taylor bulle translationnelle vitesse et sa longueur
-
Sonde optique
Remarque : la sonde optique comprend une source de lumière laser et une photodiode. Lorsque la section entière de la pipe contient de l’eau, le faisceau laser est pointé la photodiode causant le circuit soit fermé. Lorsque le faisceau frappe la bulle d’air, il est poussé de la photodiode et ouvre le circuit. Ainsi, un signal binaire est obtenu, indiquant si la sonde optique est en face d’une bulle d’air ou d’une limace liquide.- Afin de connecter le capteur à la carte A/D, construire le circuit suivant (Figure 3).
- Allumer l’appareil, dirigez-la vers la diode. Vérifier l’entrée numérique du circuit analogique/logiciel. Si le laser touche la diode, alors le circuit est fermé et un signal positif devrait apparaître.
Remarque : Assurez-vous que la diode est sensible à la sortie de longueur d’onde du laser. Données de capteurs optiques sont enregistrées au taux de 1 kHz.
3. marche à suivre
- Raccorder la partie de test de l’installation expérimentale, par brides ou enregistrements de tuyau.
- Connecter les fils électriques de chauffage à la source d’alimentation et les thermocouples à n’importe quel enregistreur de température informatisé.
- Placez la caméra IR devant la section d’essai à l’endroit désiré.
- Assurez-vous que la caméra se concentre sur la feuille ; C’est plus facile à faire avec le flux de chaleur sur.
- Appliquez le flux de chaleur (1.2) et effectuer la procédure d’étalonnage caméra IR (1.3.5).
- Placer les deux optiques sondes le long du tuyau de test
Remarque : Si possible, placez une sonde optique à l’emplacement de la caméra IR ; Cela permettra une synchronisation entre la mesure de la température et l’emplacement de la bulle, comme la bulle n’est pas visible à la caméra IR. Si pas possible, n’oubliez pas de transférer les résultats dans le temps par conséquent à la vitesse de la bulle et la distance entre la caméra IR et la sonde optique.- Vérifiez que le faisceau laser en effet frappe la diode et donne une lecture positive.
- Mettre en marche la pompe à eau et régler le débit souhaité. Appliquer les flux de chaleur en ajustant le courant d’alimentation.
- Attendre jusqu'à ce qu’une température d’équilibre est atteint. Exécutez le programme d’ordinateur pour enregistrer la température de la paroi d’un flux de tuyau monophasé.
Remarque : Afin d’isoler l’effet de la bulle de Taylor sur le coefficient de transfert de chaleur par convection, il est essentiel de mesurer tout d’abord le coefficient de transfert de chaleur par convection en monophasé débit d’un flux de chaleur et le taux de débit identique comme dans les expériences en deux phases. Il est recommandé de l’effectuer avant chaque épreuve individuelle. - Exécutez le programme d’ordinateur qui régit l’injection de bulles.
Remarque : Ce programme devrait tout d’abord injecter une seule bulle de Taylor et puis simultanément mesurer la température de la paroi à l’aide de la caméra IR et enregistrer les signaux binaires des deux sondes optiques. Ces deux mesures doivent être synchronisées afin d’éviter les décalages de temps supplémentaire entre les enregistrements. - Entre les séries, la valeur délai suffisant pour s’assurer que le système est de retour pour les conditions initiales, c'est-à-dire la température de paroi retourne à sa valeur initiale de stabilisé monophasée.
Remarque : Il est possible que la température de la paroi de l’écoulement stationnaire monophasé augmentera dans les cas où un flux de chaleur élevé est allumé en permanence. Cela devrait être évité en fermant le flux de chaleur et en prenant une pause dans les expériences.
4. traitement des données
- Calculer le coefficient de transmission thermique pour conditions stabilisées monophasées basé sur l’équation 1.
Remarque : Ce coefficient est indépendant du temps. Il servira comme un facteur de normalisation dans la suite.- Pour chaque épreuve individuelle enregistrée sous compte tenu des conditions, calculer la longueur de la bubbles' Taylor et sondes de vitesse de translation en divisant la distance entre l’optique, L, par l’intervalle de périodes de temps de l’arrivée de pointe de temps pour chaque capteur optique :
, où tL1 etL2 du tsont les heures de l’arrivée de bout de bulle pour le fond et les capteurs optiques supérieures, respectivement. - Vitesse de translation de la bulle de Taylor permet de calculer la longueur de la bulle en le multipliant par la durée du circuit ouvert de l’une des sondes optiques.
- Pour chaque épreuve individuelle enregistrée sous compte tenu des conditions, calculer la longueur de la bubbles' Taylor et sondes de vitesse de translation en divisant la distance entre l’optique, L, par l’intervalle de périodes de temps de l’arrivée de pointe de temps pour chaque capteur optique :
- Calculer le coefficient de transfert de chaleur locale instantanée pour deux phases débit devrait se faire comme suit :
Remarque : Bien que l’ensemble du processus expérimental est informatisé, la longueur et la vitesse de translation des bulles Taylor ne restent pas exactement constantes à chaque course expérimentale. Par conséquent, l’instant où la bulle atteint le point de mesure varie. Les sondes optiques et la caméra IR utiliser différents tarifs, 1000 et 30 Hz respectivement.- À l’aide de la sonde optique située à proximité de la caméra IR, dossier l’instant de l’arrivée de bout de bulle.
- Ce signal de déclenchement fournit la référence de temps pour l’enregistrement de caméra IR.
Remarque : Ensemble de processus moyen est requis afin d’obtenir le coefficient de transfert de chaleur par convection en fonction de la distance entre le bas de la bulle et le point de mesure, z, où z= 0 correspond au fond de la bulle. Ce paramètre doit être normalisé par le diamètre du tuyau D. - Définir une résolution pour z/D. Toutes les valeurs de données enregistrées pour chaque épreuve individuelle (correspondant à des conditions identiques) entraient dans le cadre réglementaire de la résolution spatiale et devraient être en moyenne pour obtenir une seule valeur représentative de la température du mur à cette distance de la bulle fond.
Remarque : Cette résolution spatiale devrait être décidée selon la fréquence d’enregistrement de la caméra IR et sur la vitesse de translation de la bulle de Taylor. Dans cette étude, elle a été prise entre 0,15 et 0,3. - Calculer le coefficient de transfert thermique en fonction de la distance de pointe/bas bulle à l’aide d’EQ. 1.
- Normaliser le coefficient de transfert de chaleur instantanée locale en deux phases par le coefficient constant monophasé.
Remarque : Ce ratio représente une amélioration des taux de transfert de chaleur par convection due au passage de la bulle par rapport au débit monophasé.
, où tL1 etL2 du tsont les heures de l’arrivée de bout de bulle pour le fond et les capteurs optiques supérieures, respectivement.Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Un exemple des capteurs optiques sortie records est présenté dans la Figure 4 pour une seule bulle de Taylor s’élevant dans un tuyau vertical rempli d’eau stagnante. La chute vertigineuse des initiale représente l’ouverture du circuit en raison de la pointe de bulle de Taylor, tandis que le dernier en date beaucoup plus courtes gouttes après la montée à sa valeur initiale en raison du passage de la queue de bulles allongées, représentent les bulles dispersées dans le sillage de liquid derrière la bulle de Taylor. Le décalage de temps entre les sorties des deux sondes optiques est évident et est due à la distance entre les deux pointes le long du tuyau. Dans cette expérience, les sondes sont espace de 0,09 m. calculer la vitesse de translation par provoque EQ. 3 Ut= 0,23 m/s ; en accord avec Dumitrescu13 pour une bulle de Taylor se propageant dans un tuyau vertical muni d’eau stagnante :
La longueur de bulle de Taylor est mesurée en multipliant la vitesse de translation de la durée du passage de la bulle allongée :
ce qui correspond à LB = 3.54D.
Les résultats représentatifs moyennes sur l’ensemble du coefficient de transfert de chaleur par convection local en raison du passage d’un Taylor longtemps unique 3,5 D bulle s’élevant dans l’eau stagnante dans un tuyau vertical est tracé sur la Figure 5. Les résultats sont présentés dans un référentiel se déplaçant avec le fond de la bulle, donc les valeurs négatives jusqu'à z/D=-3.5 correspondant à la région de bulle où une fine pellicule se sépare entre la paroi de la bulle et le tuyau. Les résultats de coefficients convectif d’écoulement diphasique sont normalisés par la valeur de coefficient de débit monophasé. Il est évident que l’incrément maximal dans le coefficient convectif de transfert de chaleur est réalisé quelques diamètres derrière le bas de la bulle et peut être autant que deux fois plus élevé par rapport au flux monophasé pour le même débit. En outre, l’effet de la bulle de Taylor sur la température de la paroi a un effet prolongé, restant indispensable jusqu'à des centaines de diamètres derrière Taylor bubble bas. Ceci est attribué à la suite derrière la bulle. Ces résultats sont une démonstration claire de l’intérêt croissant pour les débits diphasiques comme un mécanisme de refroidissement.
La figure 1. Section d’essai Présentation schématique de l’installation expérimentale et les mesures de transfert de chaleur. Détails de la section d’entrée air et l’eau sont présentés dans l’encart de. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
La figure 2. Une présentation schématique de la section test. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 3 . Le circuit électrique de capteur optique connexion entre la diode et la carte A/D lié au PC. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 4 . Le capteur optique d’enregistrement d’une bulle de Taylor s’élevant dans l’eau stagnante. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 5. Normalisé des coefficients de transfert de chaleur locale le long d’un seul auxiliaire de traction pour le liquide stagnant (q= 2100 W/m2). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
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Discussion
Étude expérimentale du transfert de la chaleur locale du débit tuyau transitoire est une tâche complexe qui nécessite des instruments de mesure haut de gamme et méthodes, ainsi qu’un centre expérimental de sur mesure, en particulier, une section d’essai spécialement conçus. Le présent protocole affiche une technique de thermographie qui est capable de mesurer fidèlement les changements temporels rapide en température de paroi et en taux de transfert de chaleur en raison des variations hydrodynamique de l’écoulement.
Une description détaillée du procédé de fabrication de la section d’essai est présentée. L’étape critique dans la préparation de l’installation remplace une partie de la paroi du tube par une feuille mince d’acier inoxydable. La feuille est chauffée par un courant électrique ; sa face interne est ouvert pour le champ d’écoulement dépendante du temps, tandis que le côté extérieur est filmé par une caméra infrarouge ainsi détecter tout changement dans la température instantanée de clinquant. La réponse temporelle de la grille constitue la seule limitation de cette technique. Le matériel et l’épaisseur de la feuille doivent être sélectionnés pour assurer suffisamment rapide temps de réponse par rapport aux fois caractéristiques des phénomènes considérés.
La méthode appliquée permet des transfert de chaleur par caméra IR instantanée mesures par rapport à la bulle de Taylor mobile tel que déterminé par des moyens optiques. Un ensemble avec une moyenne de procédure au cours de nombreuses réalisations de l’expérience pour toute condition opérationnelle donnée appliquée dans la présente étude assure l’obtention de résultats fiables. La technique proposée peut servir pour la caractérisation locale transitoire de transfert de chaleur à flux unique et multiphasiques.
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Acknowledgments
Ce travail a été soutenu par le FNS Israël, subvention # 281/14.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Infra red camera | Optris | PI-1450 | |
| Thermocouples A/D card | National Instruments | NI cDAQ-9714. | |
| Labview program | National Instruments | ||
| Epoxy DP-460 | 3M Scotch-weld |
References
- Hetsroni, G., Rozenblit, R., Yarin, L. P. A hot-foil infrared technique for studying the temperature field of a wall. Meas. Sci. Tech. 7, 1418 (1996).
- Babin, V. Experimental investigation of the local heat transfer in gas-liquid slug flow. , Tel-Aviv university. Israel. Ph.D. dissertation (2015).
- Babin, V., Shemer, L., Barnea, D. Local instantaneous heat transfer around a raising single Taylor bubble. Int. J. Heat Mass Transfer. 89 (9), 884-893 (2015).
- Fershtman, A., Shemer, L., Barnea, Instantaneous heat transfer rate around consecutive Taylor bubbles. Int. J. Heat Mass Transfer. 95, 865-873 (2016).
- Fershtman, A., Shemer, L., Barnea, D. Transient convective heat transfer in a pipe due to impulsively initiated downward flow and/or heat flux. Int. J. Heat Mass Transf. 111, 1181-1191 (2017).
- Hetsroni, G., Hu, B. G., Yi, B. G., Mosyak, A., Yarin, L. P., Ziskind, G. Heat Transfer in Intermittent Air-Water Flow-Part I: Horizontal Tube. Int. J. Multiphase Flow. 24, 165 (1998).
- Hetsroni, G., Hu, B. G., Yi, B. G., Mosyak, A., Yarin, L. P., Ziskind, G. Heat Transfer in Intermittent Air-Water Flow-Part II: Upward Inclined Tube. Int. J. Multiphase Flow. 24, 188 (1998).
- Hetsroni, G., Mewes, D., Enke, C., Gurevich, M., Mosyak, A., Rozenblit, R. Heat transfer to two-phase flow in inclined tubes. Int. J. Multiphase Flow. 29, 173-194 (2003).
- Ghajar, A. J., Tang, C. C. Heat Transfer Measurements, Flow pattern maps and flow visualization for non-boiling two-phase flow in horizontal and slightly inclined pipe. Heat Transfer Eng. 28, 525 (2007).
- Franca, F. A., Banneart, A. C., Camargo, R. M. T., Goncalves, M. A. L. Mechanistic modelling of the convective heat transfer coefficient in gas-liquid intermittent flows. Heat Transfer Eng. 29, 984-998 (2008).
- Kim, D., Ghajar, A. J., Dougherty, R. L., Ryali, V. K. Comparison of 20 two phase heat transfer correlations with seven Sets of experimental data, including flow pattern and tube inclination effects. Heat Transfer Eng. 20, 15 (1999).
- Nicklin, D. J., Wilkes, J. O., Davidson, J. F. Two-phase flow in vertical tubes. Trans. Inst. Chem. Eng. 40, 61 (1962).
- Donnelly, B., O'Reilly Meehan, R., Nolan, K., Murray, D. B. The dynamics of sliding air bubbles and the effects on surface heat transfer. Int. J. Heat Mass Transfer. 91, 532-542 (2015).
- Liu, T., Pan, C. Infrared thermography measurement of two-phase boiling flow heat transfer in a microchannel. Applied thermal engineering. 94, 568-578 (2016).
- Dumitrescu, D. T. Stromung an einer Luftblase im senkrechten Rohr. Z. Ang. Math. Mech. 23, 139 (1943).
- Davies, R. M., Taylor, G. I. The mechanics of large bubbles rising through extended liquids and trough liquid in tubes. Proc. R. Soc. London, Ser. A. 200, 375 (1949).
