Name: uncoupling coriolis force and rotating buoyancy effects on full-field heat transfer properties of a rotating channel
Uploaded: 2018-10-05T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Uncoupling Coriolis Force and Rotating Buoyancy Effects on Full-Field Heat Transfer Properties of a Rotating Channel at JoVE.com

Het huidige onderzoekswerk werd financieel gesponsord door het ministerie van wetenschap en technologie van Taiwan onder de subsidie NSC 94-2611-E-022-001, NSC 95-2221-E-022-018, NSC 96-2221-E-022-015MY3 en NSC 97-2221-E-022-013-MY3.

Opmerking: De details van de roterende testfaciliteiten, data-acquisitie, gegevensverwerking en de warmte overdracht test module emuleren een interne koeling kanaal van een gas turbine rotor blade zijn in onze vorige werken29,30,31 ,-32.
1. voorbereiding van de warmte overdracht Tests
<ol><li>Het formuleren van de experimentele omstandigheden op het gebied van...

<ol>
	<li>Morris, W. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Heat transfer and fluid flow in rotating coolant channels. , ISBN 0471101214 (1981).</li><li>Morris, W. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+rotating+facility+to+study+heat+transfer+in+the+cooling+passage+of+turbine+rotor+blades.">A rotating facility to study heat transfer in the cooling passage of turbine rotor blades.</a> Journal of Power and Energy. 210 (1), 55-63 (1996).</li><li>Wagner, J. H., Johnson, B. V., Graziani, R. A., Yeh, F. 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+in+rotating+passages+with+smooth+walls+and+radially+outward+flow.">Heat transfer in rotating passages with smooth walls and radially outward flow.</a> ASME Journal of Turbomachinery. 113 (1), 42-51 (1991).</li><li>Wagner, J. H., Johnson, B. V., Kopper, F. 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+in+rotating+serpentine+passages+with+smooth+walls.">Heat transfer in rotating serpentine passages with smooth walls.</a> ASME Journal of Turbomachinery. 113 (3), 321-330 (1991).</li><li>Wagner, J. H., Johnson, B. V., Steuber, G. D., Yeh, F. 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+in+rotating+serpentine+passages+with+trips+normal+to+the+flow.">Heat transfer in rotating serpentine passages with trips normal to the flow.</a> ASME Journal of Turbomachinery. 114 (4), 847-857 (1992).</li><li>Johnson, B. V., Wagner, J. H., Steuber, G. D., Yeh, F. 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+in+rotating+serpentine+passages+with+selected+model+orientations+for+smooth+or+skewed+trip+walls.">Heat transfer in rotating serpentine passages with selected model orientations for smooth or skewed trip walls.</a> ASME Journal of Turbomachinery. 116 (4), 738-744 (1992).</li><li>Hwang, G. J., Tzeng, S. C., Mao, C. P., Soong, C. Y. <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+a+radially+rotating+four-pass+serpentine+channel+with+staggered+half-v+rib+turbulators.">Heat transfer in a radially rotating four-pass serpentine channel with staggered half-v rib turbulators.</a> ASME Journal of Heat Transfer. 123 (1), 39-50 (2001).</li><li>Azad, G. S., Uddin, M. J., Han, J. C., Moon, H. K., Glezer, B. <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+a+two-pass+rectangular+rotating+channel+with+45-deg+angled+rib+turbulators.">Heat transfer in a two-pass rectangular rotating channel with 45-deg angled rib turbulators.</a> ASME Journal of Turbomachinery. 124 (2), 251-259 (2002).</li><li>Griffith, T. S., Al-Hadhrami, L., Han, J. 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+in+rotating+rectangular+cooling+channels+(AR=4)+with+angled+ribs.">Heat transfer in rotating rectangular cooling channels (AR=4) with angled ribs.</a> ASME Journal of Heat Transfer. 124 (4), 617-625 (2002).</li><li>Al-Hadhrami, L., Griffith, T. S., Han, J. 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+in+two-pass+rotating+rectangular+channels+(AR=2)+with+five+different+orientations+of+45+deg+V-shaped+rib+turbulators.">Heat transfer in two-pass rotating rectangular channels (AR=2) with five different orientations of 45 deg V-shaped rib turbulators.</a> ASME Journal of Heat Transfer. 125 (2), 232-242 (2003).</li><li>Chang, S. W., Liou, T. M., Hung, J. H., Yeh, W. H. <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+a+radially+rotating+square-sectioned+duct+with+two+opposite+walls+roughened+by+45+deg+staggered+ribs+at+high+rotation+numbers.">Heat transfer in a radially rotating square-sectioned duct with two opposite walls roughened by 45 deg staggered ribs at high rotation numbers.</a> ASME Journal of Heat Transfer. 129 (2), 188-199 (2007).</li><li>Zhou, F., Lagrone, J., Acharya, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Internal+cooling+in+4:1+AR+passages+at+high+rotation+numbers.">Internal cooling in 4:1 AR passages at high rotation numbers.</a> ASME Journal of Heat Transfer. 129 (12), 1666-1675 (2007).</li><li>Liu, Y. H., Huh, M., Han, J. C., Chopra, S. <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+a+two-pass+rectangular+channel+(AR=1:4)+under+high+rotation+numbers.">Heat transfer in a two-pass rectangular channel (AR=1:4) under high rotation numbers.</a> ASME Journal of Heat Transfer. 130 (8), (2008).</li><li>Chang, S. W., Liou, T. M., Chiou, S. F., Chang, S. F. <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+high-speed+rotating+trapezoidal+duct+with+rib-roughened+surfaces+and+air+bleeds+from+the+wall+on+the+apical+side.">Heat transfer in high-speed rotating trapezoidal duct with rib-roughened surfaces and air bleeds from the wall on the apical side.</a> ASME Journal of Heat Transfer. 130 (6), (2008).</li><li>Wright, L. M., Liu, Y. H., Han, J. C., Chopra, S. <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+trailing+edge,+wedge-shaped+cooling+channels+under+high+rotation+numbers.">Heat transfer in trailing edge, wedge-shaped cooling channels under high rotation numbers.</a> ASME Journal of Heat Transfer. 130 (7), 1-11 (2008).</li><li>Liou, T. M., Chen, M. Y., Tsai, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluid+flow+and+heat+transfer+in+a+rotating+two-pass+square+duct+with+in-line+90-deg+ribs.">Fluid flow and heat transfer in a rotating two-pass square duct with in-line 90-deg ribs.</a> ASME Journal of Turbomachinery. 124 (2), 260-268 (2002).</li><li>Chang, S. W., Liou, T. M., Yang, T. L., Hong, G. F. <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+radially+rotating+pin-fin+channel+at+high+rotation+numbers.">Heat transfer in radially rotating pin-fin channel at high rotation numbers.</a> ASME Journal of Turbomachinery. 132 (2), (2010).</li><li>Rallabandi, A., Lei, J., Han, J. C., Azad, S., Lee, C. P. <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+in+rotating+blade-shape+serpentine+coolant+passage+with+ribbed+walls+at+high+Reynolds+numbers.">Heat transfer measurements in rotating blade-shape serpentine coolant passage with ribbed walls at high Reynolds numbers.</a> ASME Journal of Turbomachinery. 136 (9), (2014).</li><li>Mayo, I., Arts, T., Ahmed, E. H., Parres, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-dimensional+heat+transfer+distribution+of+a+rotating+ribbed+channel+at+different+Reynolds+numbers.">Two-dimensional heat transfer distribution of a rotating ribbed channel at different Reynolds numbers.</a> ASME Journal of Turbomachinery. 137 (3), (2015).</li><li>Chang, S. W., Yang, T. L., Liou, T. M., Fang, H. 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+rotating+scale-roughened+trapezoidal+duct+at+high+rotation+numbers.">Heat transfer in rotating scale-roughened trapezoidal duct at high rotation numbers.</a> Applied Thermal Engineering. 29 (8), 1682-1693 (2009).</li><li>Liou, T. M., Chang, S. W., Chen, J. S., Yang, T. L., Lan, Y. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+channel+aspect+ratio+on+heat+transfer+in+rotating+rectangular+ducts+with+skewed+ribs+at+high+rotation+numbers.">Influence of channel aspect ratio on heat transfer in rotating rectangular ducts with skewed ribs at high rotation numbers.</a> International Journal of Heat Mass Transfer. 52 (23), 5309-5322 (2009).</li><li>Huh, M., Liu, Y. H., Han, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+rib+height+on+heat+transfer+in+a+two+pass+rectangular+channel+(AR+=+1:4)+with+a+sharp+entrance+at+high+rotation+numbers.">Effect of rib height on heat transfer in a two pass rectangular channel (AR = 1:4) with a sharp entrance at high rotation numbers.</a> International Journal of Heat Mass Transfer. 52 (19), 4635-4649 (2009).</li><li>Xu, G., Li, Y., Deng, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+rib+spacing+on+heat+transfer+and+friction+in+a+rotating+two-pass+square+channel+with+asymmetrical+90-deg+rib+turbulators.">Effect of rib spacing on heat transfer and friction in a rotating two-pass square channel with asymmetrical 90-deg rib turbulators.</a> Applied Thermal Engineering. 80 (5), 386-395 (2015).</li><li>Tao, Z., Yang, M., Deng, H., Li, H., Tian, S. <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+study+in+a+rotating+ribbed+two-pass+channel+with+engine-similar+cross+section+at+high+rotation+number.">Heat transfer study in a rotating ribbed two-pass channel with engine-similar cross section at high rotation number.</a> Applied Thermal Engineering. 106 (5), 681-696 (2016).</li><li>Li, Y., Deng, H., Tao, Z., Xu, G., Chen, Y. <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+characteristics+in+a+rotating+trailing+edge+internal+cooling+channel+with+two+coolant+inlets.">Heat transfer characteristics in a rotating trailing edge internal cooling channel with two coolant inlets.</a> International Journal of Heat Mass Transfer. 105 (2), 220-229 (2017).</li><li>Deng, H., Chen, Y., Tao, Z., Li, Y., Qiu, L. <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+a+two-inlet+rotating+rectangular+channel+with+side-wall+fluid+extraction.">Heat transfer in a two-inlet rotating rectangular channel with side-wall fluid extraction.</a> International Journal of Heat and Mass Transfer. 105 (2), 525-534 (2017).</li><li>You, R., Li, H., Tao, Z., Wei, K. <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+investigation+in+a+smooth+rotating+channel+with+thermography+liquid+crystal.">Heat transfer investigation in a smooth rotating channel with thermography liquid crystal.</a> ASME Turbo Expo. GT2016-56413, Turbomachinery Technical Conference and Exposition: Heat Transfer. 5 (B), V05BT16A006 1~10 (2016).</li><li>Morris, W. D., Chang, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+experimental+study+of+heat+transfer+in+a+simulated+turbine+blade+cooling+passage.">An experimental study of heat transfer in a simulated turbine blade cooling passage.</a> International Journal of Heat Mass Transfer. 40 (15), 3703-3716 (1997).</li><li>Chang, S. W., Liou, T. -. M., Po, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coriolis+and+rotating+buoyancy+effect+on+detailed+heat+transfer+distributions+in+a+two-pass+square+channel+roughened+by+45&#176;+ribs+at+high+rotation+numbers.">Coriolis and rotating buoyancy effect on detailed heat transfer distributions in a two-pass square channel roughened by 45&#176; ribs at high rotation numbers.</a> International Journal of Heat Mass Transfer. 53 (7), 1349-1363 (2010).</li><li>Wang, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Heat transfer in rotating twin-pass trapezoidal-sectioned passage with two opposite walls roughened by 45 degree ribs. , (2006).</li><li>Chang, S. W., Wu, P. -. S., Chen, C. -. S., Weng, C. -. C., Jiang, Y. -. R., Shih, S. -. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+performance+of+radially+rotating+two-pass+S-shaped+zig-zag+channel.">Thermal performance of radially rotating two-pass S-shaped zig-zag channel.</a> International Journal of Heat and Mass Transfer. 115 (B), 1011-1031 (2017).</li><li>Chang, S. W., Lees, A. W., Liou, T. -. M., Hong, G. F. <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+of+a+radially+rotating+furrowed+channel+with+two+opposite+skewed+sinusoidal+wavy+walls.">Heat transfer of a radially rotating furrowed channel with two opposite skewed sinusoidal wavy walls.</a> International Journal of Thermal Sciences. 49 (5), 769-785 (2010).</li><li>Chang, S. W., Liou, T. -. M., Lee, T. -. H. <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+of+a+rotating+rectangular+channel+with+a+diamond-shaped+pin-fin+array+at+high+rotation+numbers.">Heat transfer of a rotating rectangular channel with a diamond-shaped pin-fin array at high rotation numbers.</a> Journal of Turbomachinery Transactions of the ASME. 135 (4), (2013).</li><li>Morris, W. D., Chang, S. W. <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+a+radially+rotating+smooth-walled+tube.">Heat transfer in a radially rotating smooth-walled tube.</a> The Aeronautical Journal. 102 (1015), 277-285 (1998).</li></ol>

Terwijl de temperaturen van de endwall van een roterende kanaal worden gedetecteerd door een infrarood thermografie-systeem, worden de vloeistof temperatuur gemeten door thermokoppels. Het alternatieve magnetisch veld van een AC-motor die zorgt voor een roterende tuig induceert elektrische potentieel te mengen de thermokoppel-metingen, moet de DC-motor worden vastgesteld om te rijden een roterende test rig.
De vloeistof temperatuur verdeling over het vliegtuig verlaten van een verwarmde kanaal...

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Rotating test rig</td>
			<td>In-house made</td>
			<td></td>
			<td>Design by this research group</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heat transfer test module</td>
			<td>In-house made</td>
			<td></td>
			<td>Design by this research group</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mass flow meter</td>
			<td>Eldride Product, Inc.</td>
			<td>3100301-01-01 
			359-1007</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Infrared thermography system</td>
			<td>NEC P384A-8</td>
			<td>3100401-04 
			3127A-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Instrumentation slip ring</td>
			<td>Michigan Scientific SR36M</td>
			<td>3100506-62 
			3553-372</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

uncoupling coriolis force and rotating buoyancy effects on full-field heat transfer properties of a rotating channel

Een experimentele methode voor het verkennen van de warmte-overdracht kenmerken van een axiaal draaibare kanaal wordt voorgesteld. De regerende stroom parameters die kenmerkend zijn voor de transportverschijnselen in een roterende kanaal worden geïdentificeerd via de parametrische analyse van de vergelijkingen van het momentum en energie verwijst naar een roterende referentiekader. Op basis van deze dimensieloze stroom vergelijkingen, een experimentele strategie die links van het ontwerp van de module van de test, wordt het experimentele programma en de data-analyse geformuleerd met de poging om te onthullen de geïsoleerde Coriolis-force en drijfvermogen effecten op warmte overdracht voorstellingen. De gevolgen van de Coriolis kracht en roterende drijfvermogen worden geïllustreerd met behulp van de selectieve resultaten gemeten vanaf roterende kanalen met diverse geometrieën. Terwijl de Coriolis-force en roterende-drijfvermogen effecten verschillende gemeenschappelijke functies onder de verschillende roterende kanalen delen, zijn de unieke warmte overdracht handtekeningen gevonden in samenwerking met de stroomrichting, de vorm van het kanaal en de rangschikking van warmte toebehoren apparaten overbrengen. Ongeacht de configuraties van de stroom van de roterende kanalen, de onderhavige experimentele methode maakt de ontwikkeling van fysiek consistente warmte overdracht correlaties die de evaluatie van geïsoleerde en onderling afhankelijke Coriolis-force toelaten en roterende-drijfvermogen effecten op de warmte overdracht eigenschappen van roterende kanalen.

Realistische bedrijfsomstandigheden voor de interne koelmiddel stroomt binnen een roterende gas turbine blade in termen van Re, Ro en Bu worden vergeleken met de geëmuleerde laboratoriumomstandigheden in Figuur 1. De gegevenspunten worden onder de voorwaarden van de realistische motor met behulp van de huidige experimentele methode samengevat in de protocollen11,14,17<sup...

Watch this Scientific Journal Video about Uncoupling Coriolis Force and Rotating Buoyancy Effects on Full-Field Heat Transfer Properties of a Rotating Channel at JoVE.com

Uncoupling Coriolis Force and Rotating Buoyancy Effects on Full-Field Heat Transfer Properties of a Rotating Channel

Hier presenteren we een experimentele methode voor de ontkoppeling van de onderling afhankelijke Coriolis-force en roterende-drijfvermogen effecten op volledige-veld warmte overdracht distributies van een roterende kanaal.

Ontkoppelingseiwit Coriolis kracht en roterende drijfvermogen effecten op Full-veld warmte overdracht van eigenschappen van een roterende kanaal

An experimental method for exploring the heat transfer characteristics of an axially rotating channel is proposed. The governing flow parameters that ...

Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen in de warmte-overdracht veld met inbegrip van veel beoordeeld op interne koeling van gegoten turbine rotorbladen. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is de volledige verzamelde gegevens over de warmteoverdracht in het veld en de voorgestelde gegevensreductiemethode. Die zijn in staat om individuele en onderling afhankelijke effecten van de Coriolis plooien en roterende drijfvermogen op de lokale warmteoverdracht eigenschappen onthullen.Het demonstreren van de procedure zal Kuo-Ching Yu, Wei-Ling Cai en Hong-Da Shen. Drie afgestudeerde studenten van mijn laboratorium. Het protocol vereist het gebruik van een roterende installatie die bestaat uit een as aangedreven door een motor.De as drijft een roterend platform aan dat een testmodule ondersteunt. Het heeft ook een tegenwicht voor rotatiebalancering. Een infraroodcamera is in positie om de testmodule te scannen.Kenmerken van de testmodule die wordt gebruikt voor het verzamelen van gegevens worden weergegeven in dit geëxplodeerde weergaveschema. Bij de bouw helpen het Teflon frame, zijwanden, scheidingswanden en boven- en achterplaten een vierkant kanaal uit het verleden met S-vormige inlaat- en uitlaatpoten te definiëren. De basis van de module hecht zich aan het roterende platform.Tijdens experimenten, roestvrij stalen folie eindwanden dragen stroom om verwarming flux te genereren. Koperen platen helpen de folie op zijn plaats te houden. Een luchtplenum kamer levert onder druk luchtstroom door de basis iets uit de middellijn van het inlaatbeen.Tot slot gaat de uitlaat van het uitlaatbeen ook door de basis. Eenmaal gemonteerd en in positie, de blootgestelde folie eindwand is de toonaangevende eindwand in de rotatie. Bereid u bij de gemonteerde testmodule voor om de thermische emissiviteit te meten.Er hangen verwarmingsfolie tussen infraroodcamera en de testmodule. Maak de elektrische aansluitingen voor verwarming. Toegang tot de zijkant van de folie die het dichtst bij de testmodule ligt.Aan die kant in het midden van de folie installeer een gekalibreerd thermokoppel. Vervolgens de aandacht richten op de camera naar voren van de folie. Bereid deze kant tegenover het thermokoppel door het spuiten van een dunne laag zwarte verf op.Nu gebruik te maken van behuizing om de camera te isoleren in verwarmingfolie tijdens het verzamelen van gegevens. Voer elektrische stroom aan de verwarmingsfolie om een symmetrisch stroomveld te creëren. Zodra het systeem in steady-state is, meet de temperatuur door thermocouple en infrarode thermografie.Herhaal de meting met verschillende verwarmingskrachten. Verwijder na het voltooien van de metingen het thermokoppel uit de folie. Houd de rig klaar voor het maken van warmteoverdracht tests.Dit omvat apparatuur voor het onder druk zetten van het testkanaal. Wees bereid om het tegenwicht gewicht aan te passen om het evenwicht van de rig vast te stellen. Controleer of stel eerst statische balancering van de roterende installatie vast.Eenmaal bereikt, zal de rotor blijven in een hoekige positie die het is ingesteld op. Voor dynamisch balanceren, start de rig draaien op de gewenste constante snelheid. Begin met infraroodbeeldvorming en bekijk de vastgelegde beelden.Wanneer de rig niet in dynamische balans is, is het thermografische beeld van de metingen niet stabiel. Om dynamisch evenwicht te bereiken, geleidelijk aanpassen van het contragewicht. Wanneer een dynamisch evenwicht wordt bereikt, zal er een stabiel thermisch beeld zijn onder de loopomstandigheden.Haal de testmodule uit de roterende installatie en breng deze naar een bank. Vervolgens toegang tot de modules koelvloeistof kanaal. Hebben thermische isolatie materiaal beschikbaar, in dit geval isolerende vezels.Vul het koelkanaal naar de testmodule met de thermische isolatie. Hier wordt het kanaal voldoende ingevuld voor de volgende stappen in het protocol. De testmodule opnieuw in elkaar zetten en voorbereiden op het opnieuw monteren op het tuig.Sluit alle stroom in instrumentkabels opnieuw aan. Breng de testmodule terug naar de roterende installatie, breng verwarmingsvermogen aan en stel de voorwaarden voor de meting in. Controleer de wandtemperatuur na verloop van tijd, meestal meer dan drie uur.De temperaturen op de twee tijdstippen van belang worden uitgezet onder het thermische beeld. Wanneer de temperatuurvariatie minder dan 0,3 Kelvin is, registreert u de wand bij omgevingstemperaturen en het verwarmingsvermogen. Doe meerdere metingen terwijl de verwarming, rotatiesnelheid en richting systematisch worden gesytaleerd.Wanneer gedaan neem de module terug naar een bank om het isolerende materiaal te verwijderen alvorens het op de installatie opnieuw te monteren. Voer vervolgens de warmteoverdrachtstest uit met de testmodule. Start de spreadsheet die voor het experiment is ontwikkeld.Definieer in de juiste cellen de geometrische parameters die aan de testmodule zijn gekoppeld. Start bij de opstelling de koelvloeistofstroom in het testkanaal. Voer in de spreadsheet de gemeten waarden in voor omgevings- en vloeistoftemperaturen, koelvloeistofmassastroomsnelheid, atmosferische druk en de gemeten statische druk van koelvloeistof.De software berekent het Reynolds-nummer en geeft het weer. Als het niet het gewenste Reynolds-getal is, wijzig dan de koelvloeistofmassastroomsnelheid. Ga dan opnieuw naar de gemeten parameters om het nieuwe Reynolds-nummer te vinden.Activeer het thermografiesysteem met het Reynolds-nummer. Vervolgens de verwarmingskracht leveren en regelen om de wandtemperatuur in te stellen. Controleer of de temperatuur een constante toestand heeft bereikt bij de vooraf gedefinieerde waarde door te controleren of het temporele wandtemperatuurprofiel vlak is.Voer in de spreadsheet de gemiddelde wandtemperatuur in over het gescande gebied. Voer ook de verwarmingsspanning en de verwarmingsstroom in. Voor basislijntests worden de gegevens voor nabewerking opgeslagen wanneer de voorwaarden zijn ingesteld.Voor de roterende warmteoverdracht test blijven door het activeren van de motor om te beginnen met draaien. Voer de rotatiesnelheid van de as in de spreadsheet in. De software bepaalt het rotatienummer voor de huidige omstandigheden.Pas de rotatiesnelheid aan om het beoogde rotatienummer te verkrijgen. Om de gewenste Reynolds- en notatienummers in een stabiele toestand te bereiken, kan het nodig zijn om de koelvloeistofstroom te verfijnen. Rotatiesnelheid en verwarm het vermogen meerdere keren.Sla alle roterende gegevens over warmteoverdracht op voor nabewerking. Doorgaan met het systematisch verzamelen van gegevens voor verschillende waarden van de experimentele parameters. In deze beelden van de S-kanaaltestmodule met koelvloeistofstromen bij verschillende Reynolds-nummers is er ruimtelijke variatie van Nusselt-getallen als gevolg van centrifugale krachten veroorzaakt door wervels.Deze percelen weerspiegelen het gebied gemiddeld warmteoverdracht eigenschappen over de toonaangevende en trailing eindwanden van de S-kanaal module. De rotatie naar statische Nusselt-getalverhouding als functie van drijfvermogensaantal gaat van onder naar boven voor de voorste wand. Voor de trailing edge muur, de verhouding is nooit onder een.Let op, voor vast rotatienummer en verschillende Reynolds-nummers variëren de genormaliseerde Nusselt-nummers over een klein bereik. Verschillende kanaaltypen hebben ander gedrag. Voor een bepaald rotatienummer geeft extrapolatie tot nul drijfvermogen het warmteoverdrachtsniveau als gevolg van Coriolis-krachten met verdwijnend drijfvermogen voor de voorste muur.Soortgelijke analyse werkt voor de trailing wall. Hier is de variatie van de rotatie naar statische Nusselt getal verhouding bij verdwijnend drijfvermogen als functie van rotatienummer voor verschillende kanaalgeometrie. De gegevens bleek de ontkoppelde Coriolis kracht effecten op het gebied gemiddeld warmte-overdracht eigenschappen van de voorloop-en trailing edge eindwanden.Deze gegevens tonen aan dat de impact van drijfvermogen op de warmteoverdracht-eigenschappen van een roterend kanaal afhankelijk is van rotatienummer. Deze methode kan dus inzicht geven in de koelprestaties van roterend kanaal in een gegoten turbinerotorblad. Het kan ook worden toegepast op andere systemen, zoals amature koeling van rijke kern motor.Over het algemeen, individuen nieuw op deze methode of cyclus, omdat de warmte-overdracht meting van een roterend oppervlak is moeilijk. Eenmaal onder de knie, kan deze techniek worden gedaan in 100 uur als het goed wordt uitgevoerd. Tijdens een poging tot deze procedure, is het belangrijk om te onthouden om voortdurend te controleren op koelvloeistof stroom lekkage.Na de ontwikkeling maakt deze techniek de weg vrij voor onderzoekers op het gebied van gegoten turbinemotor om het volledige veld Nusselt-nummerverdelingen in rotorbladen te verkennen. Na het bekijken van deze video, moet u een goed begrip van hoe ontkoppeld effecten van Coriolis plooien en roterende drijfvermogen op volledige veld agenten voor eigenschappen van de roterende kanalen en toepassingen te werpen turbine rotorbladen.

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Engineering

Physics

Mechanical Engineering

Unit 1

Equilibrium of a Rigid Body

Dynamics of Rotational Motions

SCIENTISTS IN ACTION

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

Proton Transfer en eiwitconformatie Dynamiek in lichtgevoelige eiwitten door Tijdsgeresolveerde Step-scan Fourier-Transform Infrared Spectroscopy

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

Atomic Force Microscopy of Red-Light Photoreceptors Using PeakForce Quantitative Nanomechanical Property Mapping

Atomic Force Microscopy van Red-Light Fotoreceptoren behulp PeakForce Kwantitatieve Nanomechanical Property Mapping

Atomic force microscopy (AFM) uses a pyramidal tip attached to a cantilever to probe the force response of a surface. The deflections of the tip can be ...

Electroactive Polymer Nanoparticles Exhibiting Photothermal Properties

Elektroactieve Polymer Nanodeeltjes Exposeren Fotothermisch Properties

A method for the synthesis of electroactive polymers is demonstrated, starting with the synthesis of extended conjugation monomers using a three-step ...

Laser-induced Forward Transfer of Ag Nanopaste

Laser-geïnduceerde Forward Overdracht van Ag Nanopaste

Over the past decade, there has been much development of non-lithographic methods1-3 for printing metallic inks or other functional materials. Many of ...

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

Ice Generation en de warmte- en massatransport Fenomenen van de invoering van water tot een koud bad van Pekel

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 ...

Magnetically Induced Rotating Rayleigh-Taylor Instability

Magnetisch Induced Rotating Rayleigh-Taylor instabiliteit

Classical techniques for investigating the Rayleigh-Taylor instability include using compressed gasses1, rocketry2 or linear electric motors3 to reverse ...

Measurement of Quantum Interference in a Silicon Ring Resonator Photon Source

Meting van Quantum Interference in een Silicon Ring Resonator Photon Source

Silicon photonic chips have the potential to realize complex integrated quantum information processing circuits, including photon sources, qubit ...

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

Pool-Boiling Heat-Transfer Enhancement op cilindrische oppervlakken met Hybrid Bevochtigbare 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 Local Instantaneous Convective Heat Transfer in a Pipe - Single and Two-phase Flow

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

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

Measurement of Dynamic Force Acted on Water Strider Leg Jumping Upward by the PVDF Film Sensor

Meting van de dynamische kracht gehandeld op Water Strider been omhoog springen door de PVDF Film Sensor

This study aimed to make an explanation for the phenomenon in nature that water strider usually jumps or glides on the water surface easily but quickly, ...