ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕПЛОФІЗИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ВІЛЬНОЇ ЕЛЕМЕНТАРНОЇ КОНВЕКТИВНОЇ КОМІРКИ

image_print

DOI:   https://doi.org/10.15407/pmach2016.04.025

Журнал Проблеми машинобудування
Видавець Інститут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного Національної академії наук України
ISSN 0131-2928 (Print), 2411-0779 (Online)
Випуск Том 19, № 4, 2016 (Грудень)
Сторінки 25–35

 

Автори

Л. С. Бозбєй, Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України (61108, Україна, м. Харків, вул. Академічна, 1), e-mail: bozbiei@kipt.kharkov.ua

А. О. Костіков, Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України (61046, Україна, м. Харків, вул. Пожарського, 2/10), Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна (61022, Україна, м. Харків, майдан Свободи, 4), e-mail: kostikov@ipmach.kharkov.ua, ORCID: 0000-0001-6076-194

Н. М. Курська, Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України (61046, Україна, м. Харків, вул. Пожарського, 2/10)

В. І. Ткаченко, Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України (61108, Україна, м. Харків, вул. Академічна, 1), Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна (61022, Україна, м. Харків, майдан Свободи, 4), e-mail: tkachenko@kipt.kharkov.ua, ORCID: 0000-0002-1108-5842

 

Анотація

Експериментально досліджені геометричні розміри і швидкість масопереносу елементарної конвективної комірки. Результати дослідження адекватно описуються теоретичною моделлю елементарної конвективної комірки. Показано, що додавання в масло алюмінієвої пудри перетворює його в суспензію, граничні умови для якої на твердій стінці через прослизання по плівці чистого масла можна розглядати як вільні. Описано два незалежних способи визначення швидкості масопереносу в комірках різних діаметрів: для великих комірок – за кутом відхилення щупа, для малих – оптичним методом.

 

Ключові слова: елементарна конвективна комірка, вільні границі, конвективні процеси, теплоперенос, температурний градієнт

 

Література

  1. Bernard, H. Les tourbillons cellulaires dans une nappe liquide / H. Bernard // Revue générale des Sciences, pures et appliquées. – 1900. – Vol. 11. – P. 1261–1271 and P. 1309–1328.
  2. Strutt, J. W. (Lord Raylеigh). On convection currents in a horizontal layer of fluid when the higher temperature is on the under side / J. W. Strutt // Phil. Mag. – 1916. – Vol. 32. – P. 529–546. https://doi.org/10.1080/14786441608635602
  3. Chandrasekhar, S. Hydrodynamic and hydromagnetic stability / S. Chandrasekhar. – Oxford: International series of monographs on physics, 1970. – 657 p.
  4. Gershuni, G. Z. Convective stability of incompressible fluid. / G. Z. Gershuni, E. M. Zhuxovickij. – M: Science, 1972. – 393 p.
  5. Getting, A. V. Rayleigh-Benard convection. Structures and dynamics. advanced series in nonlinear dynamics. Vol. 11 / A. V. Getting. – World Scientific Publishing Company, 2001. – 245 p.
  6. Гетлинг А. В. Формирование пространственных структур конвекции Релея–Бенара / А. В. Гетлинг // Усп. физ. наук. – 1991. – Т. 161, № 9. – С. 1–80. https://doi.org/10.1070/PU1991v034n09ABEH002470
  7. Rieuton, M. The Sun’s Supergranulation. / M. Rieuton , F. Rincon // Living Rev. Solar Phys. – 2010. – № 7, Iss. 2. – P. 82. https://doi.org/10.12942/lrsp-2010-2
  8. Исследование возможности получения дисперсно-упрочненных оксидами (ДУО) сталей методом вакуумно-дугового переплава / Б. В. Борц, А. Ф. Ванжа, И. М. Короткова и др. // Вопр. атом. науки и техники. – 2014. – № 4. – С. 117–124.
  9. Бозбей, Л. С. Элементарная конвективная ячейка в слое несжимаемой, вязкой жидкости и её параметры / Л. С. Бозбей, А. О. Костиков, В. И. Ткаченко // Пробл. машиностроения. – 2016. – Т. 19, № 3. – С. 27–36. https://doi.org/10.15407/pmach2016.03.027
  10. Koschmieder, E. L. Surface-tension-driven Benard convection in small containers. / E. L. Koschmieder , S. A. Prahl // J. Fluid Mech. – 1990. – Vol. 215. – P. 571–583. https://doi.org/10.1017/S0022112090002762
  11. Вакуумные масла [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://tavot-spb.ru/vakuumnye_masla.
  12. Таблицы нулей функций Бесселя. – М.: ВЦ АН СССР, 1967. – 94 c.
  13. Koschmieder, E. L. Bénard Cells and Taylor Vortices: monograph on mechanics / E. L. Koschmieder. – Cambridge etc., Cambridge University Press,  1993. – 337 p. https://doi.org/10.1002/zamm.19940741005
  14. Zierep, J. Über rotationssymmetrische Zellularkonvektionsströmungen / J. Zierep // Z. Agev. Mah. Mech. – 1958. – Bd. 39, № 7/8. – P. 329–333. https://doi.org/10.1002/zamm.19580380746
  15. Zierep, J. Eine rotationssymmetrische Zellularkonvektionsstromung / J. Zierep // Beitr. Phys. Atmos. – 1958. – Vol. 30. – P. 215–222.
  16. Павлов, В. Н. Исследование образования смазочных слоев в зубчатом зацеплении. Проблемы трения и изнашивания / В. Н. Павлов, А. С. Крыжановский. – Киев: Техника, 2009. – C. 183–186.
  17. Бэтчелор, Дж. Введение в динамику жидкости / Дж. Бэтчелор. – М.: Мир, 1973. – 792 с.
  18. Ходаков, Г.С. Реология суспензий. Теория фазового течения и ее экспериментальное обоснование / Г. С. Ходаков // Рос. хим. журн. – 2003. – Т. XLVII. – № 2. – C. 33–44.
  19. Постановка мезоскопических граничных условий для скорости проскальзывания на границе / М. А. Мака­рова, И. Г. Пышнограй, Г. В. Пышнограй и др. // Ползуновский вестн. – 2012. – № 3/1. – С. 61–74.

 

Надійшла до редакції: 08 вересня 2016 р.

Прийнята до друку