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.