Name: measurements of local instantaneous convective heat transfer in a pipe - single and two-phase flow
Uploaded: 2018-04-30T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Measurements of Local Instantaneous Convective Heat Transfer in a Pipe - Single and Two-phase Flow at JoVE.com

Эта работа была поддержана Фондом науки Израиля, Грант # 281/14.

1. проверить раздел для измерения температуры мгновенно
<ol><li>Производственный процесс тестирования секции (Рисунок 2)
	<ol>
<li>Вырежьте сегмент трубы по крайней мере 70 см длиной. Примечание: Диаметра и толщины стенки секции теста должна быть ид...

<ol>
	<li>Hetsroni, G., Rozenblit, R., Yarin, L. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+hot-foil+infrared+technique+for+studying+the+temperature+field+of+a+wall.">A hot-foil infrared technique for studying the temperature field of a wall.</a> Meas. Sci. Tech. 7, 1418 (1996).</li><li>Babin, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Experimental investigation of the local heat transfer in gas-liquid slug flow. , (2015).</li><li>Babin, V., Shemer, L., Barnea, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Local+instantaneous+heat+transfer+around+a+raising+single+Taylor+bubble.">Local instantaneous heat transfer around a raising single Taylor bubble.</a> Int. J. Heat Mass Transfer. 89 (9), 884-893 (2015).</li><li>Fershtman, A., Shemer, L., Barnea, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Instantaneous+heat+transfer+rate+around+consecutive+Taylor+bubbles.">Instantaneous heat transfer rate around consecutive Taylor bubbles.</a> Int. J. Heat Mass Transfer. 95, 865-873 (2016).</li><li>Fershtman, A., Shemer, L., Barnea, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transient+convective+heat+transfer+in+a+pipe+due+to+impulsively+initiated+downward+flow+and/or+heat+flux.">Transient convective heat transfer in a pipe due to impulsively initiated downward flow and/or heat flux.</a> Int. J. Heat Mass Transf. 111, 1181-1191 (2017).</li><li>Hetsroni, G., Hu, B. G., Yi, B. G., Mosyak, A., Yarin, L. P., Ziskind, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heat+Transfer+in+Intermittent+Air-Water+Flow-Part+I:+Horizontal+Tube.">Heat Transfer in Intermittent Air-Water Flow-Part I: Horizontal Tube.</a> Int. J. Multiphase Flow. 24, 165 (1998).</li><li>Hetsroni, G., Hu, B. G., Yi, B. G., Mosyak, A., Yarin, L. P., Ziskind, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heat+Transfer+in+Intermittent+Air-Water+Flow-Part+II:+Upward+Inclined+Tube.">Heat Transfer in Intermittent Air-Water Flow-Part II: Upward Inclined Tube.</a> Int. J. Multiphase Flow. 24, 188 (1998).</li><li>Hetsroni, G., Mewes, D., Enke, C., Gurevich, M., Mosyak, A., Rozenblit, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heat+transfer+to+two-phase+flow+in+inclined+tubes.">Heat transfer to two-phase flow in inclined tubes.</a> Int. J. Multiphase Flow. 29, 173-194 (2003).</li><li>Ghajar, A. J., Tang, C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heat+Transfer+Measurements,+Flow+pattern+maps+and+flow+visualization+for+non-boiling+two-phase+flow+in+horizontal+and+slightly+inclined+pipe.">Heat Transfer Measurements, Flow pattern maps and flow visualization for non-boiling two-phase flow in horizontal and slightly inclined pipe.</a> Heat Transfer Eng. 28, 525 (2007).</li><li>Franca, F. A., Banneart, A. C., Camargo, R. M. T., Goncalves, M. A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanistic+modelling+of+the+convective+heat+transfer+coefficient+in+gas-liquid+intermittent+flows.">Mechanistic modelling of the convective heat transfer coefficient in gas-liquid intermittent flows.</a> Heat Transfer Eng. 29, 984-998 (2008).</li><li>Kim, D., Ghajar, A. J., Dougherty, R. L., Ryali, V. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+20+two+phase+heat+transfer+correlations+with+seven+Sets+of+experimental+data,+including+flow+pattern+and+tube+inclination+effects.">Comparison of 20 two phase heat transfer correlations with seven Sets of experimental data, including flow pattern and tube inclination effects.</a> Heat Transfer Eng. 20, 15 (1999).</li><li>Nicklin, D. J., Wilkes, J. O., Davidson, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-phase+flow+in+vertical+tubes.">Two-phase flow in vertical tubes.</a> Trans. Inst. Chem. Eng. 40, 61 (1962).</li><li>Donnelly, B., O'Reilly Meehan, R., Nolan, K., Murray, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+dynamics+of+sliding+air+bubbles+and+the+effects+on+surface+heat+transfer.">The dynamics of sliding air bubbles and the effects on surface heat transfer.</a> Int. J. Heat Mass Transfer. 91, 532-542 (2015).</li><li>Liu, T., Pan, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Infrared+thermography+measurement+of+two-phase+boiling+flow+heat+transfer+in+a+microchannel.">Infrared thermography measurement of two-phase boiling flow heat transfer in a microchannel.</a> Applied thermal engineering. 94, 568-578 (2016).</li><li>Dumitrescu, D. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stromung+an+einer+Luftblase+im+senkrechten+Rohr.">Stromung an einer Luftblase im senkrechten Rohr.</a> Z. Ang. Math. Mech. 23, 139 (1943).</li><li>Davies, R. M., Taylor, G. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mechanics+of+large+bubbles+rising+through+extended+liquids+and+trough+liquid+in+tubes.">The mechanics of large bubbles rising through extended liquids and trough liquid in tubes.</a> Proc. R. Soc. London, Ser. A. 200, 375 (1949).</li></ol>

Экспериментальное исследование местной теплопередачи в переходных трубы поток является сложной задачей, которая требует high-end измерительных инструментов и методов, а также заказ экспериментальный центр, в частности, раздел специально разработанных тестов. Настоящий Протокол отображ...

Многочисленные экспериментальные исследования конвективной теплопередачи, используя различные методы для измерения стены и/или температура жидкости в различных конфигураций потока, выполнены в течение последних десятилетий. Одним из факторов, которые ограничивает точность измерения температуры в нестационарных процессах является медленное реагирование датчиков. Для записи температуры местных мгновенной стены, измерительное оборудование имеет достаточно, быстро реагировать в то время как поверхность, на которой регистрируется температура должна быть в термодинамическом равновесии с потоком зависящих от времени. Таким образом тепловой инерции поверхности должен быть достаточно небольшим. Соответствующие временные масштабы определяются гидродинамических явлений, которые вызывают изменения в конвективной теплопередачи. Таким образом, быстрое время отклика имеет решающее значение для записи время зависимых температуры в переходных потока.
Для удовлетворения этих требований, ИК-камера используется для записи специальных самостоятельно изготовленные тест раздел, который позволяет быстро температуры ответ на любое изменение в потоке. Часть стены трубы отрезать и заменить с тонкой фольги из нержавеющей стали. Аналогичный подход был использован в Hetsroni и др. 1, однако, фольга, которую они использовали слишком толстая, чтобы точно измерить изменения мгновенно температур и были представлены только в среднем времени температуры. Уменьшение толщины фольги значительно улучшились время отклика. 2 этот метод был применен в лаборатории для измерения коэффициентов теплоотдачи передачи в двухфазного потока3,4 и переходных явлений в однофазной трубы поток5.
Принципиальная схема двухфазного потока фонда приводится на рисунке 1, дополнительную информацию о уникальный воздуха входе устройства можно найти в Бабин и др. 3
Расследование конвективной теплопередачи в двухфазного потока очень сложен из-за временной поток поведение и действие недействительным дроби в сечении трубы. Таким образом многие исследования только представили средняя конвективной теплопередачи для режима заданного потока в зависимости от конкретного потока условия6,,78,9,10 , 11. Однако, документы, представленные Доннелли и др. 12 и Лю и др. 13 , представляют собой примеры двухфазные местных теплоотдачи передачи исследований.
Настоящее исследование посвящено измерения передачи тепла вокруг одного удлиненные (Тейлор) пузырь вводится в стоячей или течет жидкость в трубе. Пузырь Тейлор распространяет в постоянной поступательные скорости14,,1516. Пузырь скорость распространения определяется с использованием метода Оптические зонды, состоящий из лазерного источника света и фотодиод3,4.
Сочетание из ИК-камеры и оптических зондов позволяет измерения местных мгновенной конвективной теплопередачи как функция расстояния от Тейлора пузырь верхней или нижней.
Температура мгновенно стенки может использоваться для вычисления конвективной теплопередачи, hи числа Нуссельта:
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/57437/57437eq1.jpg">, (1)
где q является поток тепла в фольгу, Tw и T∞ температура стенки и температура воды на входе, соответственно, k -жидкости проводимости и D – диаметр трубы. Во избежание введения какого-либо вмешательства в поток измеряется не объемная температура, которая обычно используется для определения коэффициентов передачи тепла.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:668px;" width="669">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Infra red camera</td>
			<td style="width:167px;">Optris</td>
			<td style="width:119px;">PI-1450</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Thermocouples A/D card&#160;</td>
			<td style="width:167px;">National Instruments</td>
			<td>NI cDAQ-9714.</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Labview program</td>
			<td style="width:167px;">National Instruments</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Epoxy DP-460</td>
			<td style="width:167px;">3M Scotch-weld</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measurements of local instantaneous convective heat transfer in a pipe - single and two-phase flow

Эта рукопись обеспечивает шаг за шагом описание процесса изготовления теста раздел, предназначенный для измерения местных мгновенной коэффициент теплопроводности как функцию расхода жидкости в прозрачной трубе. С некоторыми поправками подход распространяется потоков газ жидкость, с особым упором на воздействие одного вытянутых пузырьков воздуха (Тейлор) на повышение передачи тепла. Метод неинвазивной термография применяется для измерения температуры мгновенно тонкой металлической фольги, с подогревом, электрически. Фольга наклеивается на покрытие слот узким вырезать в трубе. Тепловой инерции фольги является достаточно небольшим, чтобы обнаружить изменения температуры мгновенно фольги. Раздел теста можно перемещать вдоль трубы и достаточно долго покрыть значительную часть растущего тепловой пограничного слоя.
В начале каждого экспериментального запуска, установившемся с постоянной водой потока скорость и тепла флюс для фольги достигается и служит в качестве ссылки. Пузырь Тэйлор затем вводят в трубу. Коэффициент вариации передачи тепла из-за прохождения Тейлор пузырь, распространяющиеся в вертикальной трубе измеряется как функция расстояния между точкой измерения от нижней части движущейся пузырь Тейлор. Таким образом результаты представляют коэффициенты передачи местных тепла. Несколько независимых потоков, предварительно отформованных в одинаковых условиях позволяют аккумулировать достаточные данные для расчета надежных результатов ансамбль в среднем на переходных конвективный теплообмен. Чтобы выполнить это в отсчета, движущихся с пузырь, расположение пузырь вдоль трубы должен быть известен во все времена. Представлено подробное описание измерений длины и поступательные скорости Тейлор пузыри, Оптические зонды.

Пример оптических датчиков вывода записей представлены на рисунке 4 для одного пузыря Тейлор, растет в вертикальной трубе с застойной водой. Первоначальный большое падение представляет открытие цепи из-за кончик пузырь Тейлор, а позже гораздо короче к...

Watch this Scientific Journal Video about Measurements of Local Instantaneous Convective Heat Transfer in a Pipe - Single and Two-phase Flow at JoVE.com

Measurements of Local Instantaneous Convective Heat Transfer in a Pipe - Single and Two-phase Flow

Эта рукопись описывает методы, направленные на измерение коэффициентов передачи местных мгновенной теплоотдачи в потоке одно- или двухэтапной трубы. Также представлен простой оптический метод для определения продолжительности и скорости распространения вытянутых пузырьков воздуха (Тейлор), двигаться с постоянной скоростью.

Измерения местных мгновенной конвективной теплопередачи в трубе - один и двухфазного потока

This manuscript provides step by step description of the manufacturing process of a test section designed to measure the local instantaneous heat transfer ...

Research

JoVE Journal

Engineering

Analysis of Contact Interfaces for Single GaN Nanowire Devices

Анализ контактных интерфейсов для одиноких GaN нанопроволоки устройств

Single GaN nanowire (NW) devices fabricated on SiO2 can exhibit  a strong degradation after annealing due to the  occurrence of void formation at the ...

Proton Transfer and Protein Conformation Dynamics in Photosensitive Proteins by Time-resolved Step-scan Fourier-transform Infrared Spectroscopy

Протон Передача и конформации белка Динамика в светочувствительных белков с временным разрешением Шаг сканирования ИК-Фурье спектроскопии

Monitoring the dynamics of protonation and protein backbone conformation changes during the function of a protein is an essential step towards ...

Laser-induced Forward Transfer for Flip-chip Packaging of Single Dies

Лазерно-индуцированное прямого переноса для флип-чип упаковки Единых штампов

Flip-chip (FC) packaging is a key technology for realizing high performance, ultra-miniaturized and high-density circuits in the micro-electronics ...

Speciation and Bioavailability Measurements of Environmental Plutonium Using Diffusion in Thin Films

Видообразования и биодоступности Измерения окружающей среды плутонием диффузия в тонких пленках

The biological uptake of plutonium (Pu) in aquatic ecosystems is of particular concern since it is an alpha-particle emitter with long half-life which can ...

Experimental Methodology for Estimation of Local Heat Fluxes and Burning Rates in Steady Laminar Boundary Layer Diffusion Flames

Экспериментальная методика оценки тепловых потоков и локальной скорости горения в установившемся ламинарном пограничном слое диффузионных пламен

Modeling the realistic burning behavior of condensed-phase fuels has remained out of reach, in part because of an inability to resolve the complex ...

Scanning SQUID Study of Vortex Manipulation by Local Contact

Сканирование СКВИД Исследование вихревых Манипуляции с местным представителем компании

Local, deterministic manipulation of individual vortices in type 2 superconductors is challenging. The ability to control the position of individual ...

Ice Generation and the Heat and Mass Transfer Phenomena of Introducing Water to a Cold Bath of Brine

Поколение Лед и Тепломассообмен Явления ввода воды в холодную ванну солевого раствора

We demonstrate a method for the study of the heat and mass transfer and of the freezing phenomena in a subcooled brine environment. Our experiment showed ...

Pool-Boiling Heat-Transfer Enhancement on Cylindrical Surfaces with Hybrid Wettable Patterns

Бассейн-Кипение теплопередающие Enhancement на цилиндрических поверхностях с Гибридным смачиваемых Patterns

In this study, pool-boiling heat-transfer experiments were performed to investigate the effect of the number of interlines and the orientation of the ...

Measurements of Soil Carbon by Neutron-Gamma Analysis in Static and Scanning Modes

Измерения почвенного углерода путем анализа нейтронного гамма в статических и режимы сканирования

The herein described application of the inelastic neutron scattering (INS) method for soil carbon analysis is based on the registration and analysis of ...

Measurements of Waves in a Wind-wave Tank Under Steady and Time-varying Wind Forcing

Измерения волн в цистерне заставляя устойчивый и времени ветер Ветер волны

This manuscript describes an experimental procedure that allows obtaining diverse quantitative information on temporal and spatial evolution of water ...