Method Article

Metingen van lokale momentane convectieve warmteoverdracht in een pijp - één en twee fasen Flow

DOI:

10.3791/57437

April 30th, 2018

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit manuscript wordt beschreven methoden gericht op het meten van de lokale momentane convectie warmte overdracht coëfficiënten in een stroom van één of twee fasen pijp. Een eenvoudige optische methode om te bepalen van de lengte en de snelheid van de voortplanting van een verlengde (Taylor)-luchtbel rijdt met een constante snelheid wordt ook gepresenteerd.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit manuscript geeft stap voor stap beschrijving van het productieproces van een gedeelte van de test bedoeld voor het meten van de coëfficiënt van de overdracht lokale momentane warmte als functie van de vloeibare debiet in een transparante pijp. Met bepaalde amendementen, is de aanpak uitgebreid tot gas-vloeistof stromen, met een bijzondere nadruk op het effect van een enkele langwerpige (Taylor)-luchtbel op verhoging van de overdracht van warmte. Een niet-invasieve thermografie techniek wordt toegepast voor het meten van de momentane temperatuur van een dunne bladmetaal elektrisch verwarmd. De folie is gelijmd ter dekking van een smalle sleuf gesneden in de pijp. De thermische inertie van de folie is klein genoeg om het detecteren van de variatie in de temperatuur van de momentane folie. Het gedeelte van de test kan worden verplaatst langs de pijp en is lang genoeg om te dekken van een aanzienlijk deel van de groeiende thermische grenslaag.

Aan het begin van elke experimentele run, een steady-state met een constant water stroom tarief en warmte flux om de folie wordt bereikt en fungeert als de referentie. De zeepbel Taylor wordt vervolgens geïnjecteerd in de pijp. De warmte overdracht coëfficiënt schommelingen als gevolg van het verstrijken van een zeepbel van de Taylor teeltmateriaal in een verticale pijp wordt gemeten als functie van de afstand tussen het meetpunt vanaf de onderkant van de bewegende Taylor-zeepbel. De resultaten vormen dus de lokale warmte overdracht coëfficiënten. Meerdere onafhankelijke loopt voorgevormde onder identieke omstandigheden kunnen accumuleren voldoende gegevens om betrouwbaar ensemble-gemiddeld resultaten op de voorbijgaande convectieve warmteoverdracht te berekenen. Om dit in een referentiekader verplaatsen met de zeepbel, heeft de locatie van de zeepbel langs de pijp te allen tijde worden bekend. Gedetailleerde beschrijving van metingen van de lengte en de translationeel snelheid van de Taylor bubbles door optische sondes wordt gepresenteerd.

Introduction

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Vele experimentele studies van de convectieve warmteoverdracht, met behulp van verschillende technieken voor het meten van de muur en/of de vloeistof temperatuur in een verscheidenheid van stroom configuraties, zijn uitgevoerd in de afgelopen decennia. Een van de factoren die de nauwkeurigheid van temperatuurmetingen in wankele processen beperkt is de trage reactie van de sensoren. Als u lokale momentane wandtemperatuur opnemen, moet de meetapparatuur reageren snel genoeg, terwijl het oppervlak waarop de temperatuur is opgenomen moet worden in thermisch evenwicht met de stroom van de tijd-afhankelijke. De thermische inertie van het oppervlak heeft dus voldoende klein.....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. sectie test voor meting van de momentane temperatuur

  1. Productieproces van test afdeling (Figuur 2)
    1. Snijd een segment van een pijp ten minste 70 cm lang.
      Opmerking: De diameter en de muur dikte van het gedeelte van de test moet identiek zijn aan die van de pijp gebruikt in de experimentele faciliteit.
    2. Gebruik een freesmachine te snijden van 4 aangrenzende smalle vensters langs de pijp in het gedeelte test, elk venster is 6 mm breed en 80 mm lang met een 25-mm kloof tussen opeenvolgende windows.
    3. Van een 12 µm dunne roestvrijstalen folie gesnede....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Een voorbeeld van de optische sensoren output records is getoond in Figuur 4 voor een enkele Taylor zeepbel stijgt in een verticale pijp gevuld met stilstaand water. De eerste grote daling vertegenwoordigt de opening van het circuit te wijten aan het uiteinde van de zeepbel Taylor, terwijl de later veel kortere druppels na de opkomst op de oorspronkelijke waarde als gevolg van het verstrijken van de verlengde bubbels staart, vertegenwoordigen de verspreide bu.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Experimentele onderzoek van de lokale warmteoverdracht in voorbijgaande pijp stroom is een ingewikkelde taak waarvoor high-end meetinstrumenten en methoden, alsmede een custom-built experimentele faciliteit, met name een sectie speciaal ontworpen test. Dit protocol wordt weergegeven op een thermografie techniek die kan snel tijdelijke veranderingen in wandtemperatuur en tarief van de overdracht van warmte als gevolg van de variaties in de stroom hydrodynamica getrouw te meten.

Een gedetailleer.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit werk werd gesteund door de Israël Science Foundation, subsidie # 281/14.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Infra red cameraOptrisPI-1450
Thermocouples A/D card National InstrumentsNI cDAQ-9714.
Labview programNational Instruments
Epoxy DP-4603M Scotch-weld

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. 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).
  2. Babin, V. Experimental investigation of the local heat transfer in gas-liquid slug flow. , Tel-Aviv university. Israel. Ph.D. dissertation (2015).
  3. Babin, V., Shemer, L., Barnea, D. Local instantaneous heat transfer around a raising single Taylor bubble. Int. J.....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Local Instantaneous Heat TransferConvective Heat TransferSingle Phase FlowTwo Phase FlowTaylor BubbleThermography TechniqueInfrared CameraOptical ProbesTest Section ManufacturingPipe Flow Measurement

Related Articles