Name: Ontkoppelingseiwit Coriolis kracht en roterende drijfvermogen effecten op Full-veld warmte overdracht van eigenschappen van een roterende kanaal (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-10-05T12:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 3 s
Description: Ontdek een experimentele methode voor het ontkoppelen van Coriolis-kracht en roterende drijfvermogenseffecten op warmteoverdracht in roterende kanalen. Deze techniek biedt volledige velddata voor efficiëntere turbinebladontwerpen.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

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 Re, Ro en Bu uit de voorwaarden van de gerichte bewerking van een gas turbine rotor blade.</li>
	<li>Bepaal de N, P, R, den Tw - Tb die nodig zijn voor het verwerven van de geteste Re, Ro en Bu met behulp van de vergelijkingen (14) en (15).</li>
	<li>Opnieuw definiëren de targeting Re, Ro en Bu als N, P, R, den Tw - Tb groter is dan de limiet van de experimentele faciliteiten.</li>
	<li>Ontwerp en bouw van de geschaalde warmte overdracht test module emuleren een praktische interne koelvloeistof kanaal in een gas turbine rotor blade2.</li>
</ol>2. bepaling van de thermische stralingsvermogen coëfficiënt voor infrarood thermografie systeem
<ol><li>Installeer de geijkte thermokoppel op de achterzijde van de folie gescande edelstaal Verwarming.</li>
	<li>Spray een dun laagje zwarte verf op de folie van de roestvrij stalen verwarming gescand door de infrarood camera.</li>
	<li>Symmetrische stroom velden aan twee zijden van de roestvrij stalen verwarming folie maken door het plaatsen van een verticale dunne folie van roestvrij staal in een ruimte met de gratis convectie stromen over de twee zijkanten van de verticale verwarming folie.</li>
	<li>Voeden van elektrische verwarming macht door middel van de verwarming folie en meten van temperaturen gelijktijdig door thermokoppel en infrarood thermografie systeem van het computerscherm op de steady-state.</li>
	<li>Herhaal stap 2.4 ten minste viermaal met verhoogde bevoegdheden van de kachel. Zorg ervoor dat de temperatuur van de muur overeenkomt met de bevoegdheden van de kachel door stap 2.3 en 2.4 dekken het bereik van de Tw bepaald door stap 1.2 gebruikt.</li>
	<li>Berekenen van de waarden van de Twgescand door de infrarood thermografie-systeem met behulp van een aantal selectieve thermische stralingsvermogen coëfficiënten voor het programma dat de infrarood signalen in temperatuur gegevens omzet.</li>
	<li>Vergelijk de gegevens van de Tw gemeten door de gekalibreerde thermokoppel en het infrarood thermografie-systeem op de locatie die overeenkomt met het thermokoppel ter plaatse met de standaarddeviaties geëvalueerd.</li>
	<li>Selecteer de thermische stralingsvermogen coëfficiënt met de minimale standaarddeviatie bepaald door stap 2.7.</li>
	<li>Het bepalen van de maximale nauwkeurigheid fout voor de infrarood thermografie-systeem met behulp van de coëfficiënt van de thermische stralingsvermogen bepaald door stap 2.8.</li>
</ol>3. dynamische balans van roterende Rig
<ol><li>Installeer de warmte overdracht test module, de infrarood camera, de omhullende frame en alle accessoires op het roterende tuig.</li>
	<li>Pas de daartegenover gewicht geleidelijk totdat de lopende conditie van de roterende rig voldoet aan de vibrationele beperking voor de infrarood thermografische metingen om de stabiele thermografie op het computerscherm tentoon te stellen.</li>
</ol>4. evaluatie van warmte verlies coëfficiënten
<ol><li>Vul het kanaal van de koelvloeistof van de warmte overdracht test module met thermische isolatiemateriaal.</li>
	<li>Installeer de gevulde test module op de roterende beproevingsinrichting door plaatsing van de test-module op de roterende platform en aansluiten van de voeding van de kachel en alle instrumentale kabels.</li>
	<li>Activeren van het data-acquisitiesysteem om te scannen de stoffelijke Tw variatie op een verwarming kracht totdat de steady-state-voorwaarde is voldaan. Zorgen dat de stoffelijke Tw variaties tijdens diverse achtereenvolgende scans zijn minder dan +0.3 K bij elke steady-state-voorwaarde.</li>
	<li>De kracht van de kachel, stationaire toestand Tw gegevens en de overeenkomstige omgevingstemperatuur, T∞opnemen.</li>
	<li>Herhaal stappen 4.3 en 4.4 ten minste vijf keer gebruiken verschillende verwarming bevoegdheden met een vaste roterende snelheid.</li>
	<li>Herhaal stap 4.2-4.4 met ten minste vijf roterende snelheden. Zorg ervoor dat het gamma van de test van de roterende snelheid alle N waarden bepaald door stap 1.2 beslaat.</li>
	<li>Herhaal stap 4.3-4.6 met een omgekeerde roterende richting.</li>
	<li>Construeer de percelen van de warmtestroom verlies tegen muur-tot-omgevingstemperatuur verschil bij elke roterende snelheid.</li>
	<li>Correleren de warmte verlies coëfficiënten als de functies van muur-tot-ambient temperatuurverschil, roterende snelheid en draairichting.</li>
	<li>De warmte verlies correlatie in de post data proces programma voor Nu boekhouding opnemen.</li>
</ol>5. warmte overdracht basislijntests
<ol><li>Warmte overdracht proeven op de targeting op Reynolds in de nulstand roterende getallen verrichten (Ro = N = 0) door het eten van koelvloeistof stroomt en kachel bevoegdheden aan de module van de test. Zorg ervoor dat de massastroom van de meegeleverde koelvloeistof wordt voortdurend aangepast om te Reynolds aantal op het stroom ingang vlak tegen de targeting waarde bepalen.</li>
	<li>Neem alle relevante ruwe gegevens, met inbegrip van de steady-state muur temperaturen, vloeistof temperatuur, kachel bevoegdheden, stroom druk en omgevingstemperatuur druk en temperaturen, voor verdere verwerking van de gegevens.</li>
	<li>Het evalueren van de lokale en gebied-gemiddeld Nusselt nummers (Nu0) over de muren van de gescande statische kanaal.</li>
</ol>6. roterende warmte overdracht Tests
<ol><li>Installeer het on-line monitoring programma om te controleren de testvoorwaarden ten de targeting Re en Ro.</li>
	<li>De massastroom van de gemeten koelvloeistof, luchtstroom druk, snelheid en temperatuur van de vloeistof bij de ingang van het kanaal in het controleprogramma voor het berekenen van de instant Re en Roroterende voeden.</li>
	<li>Neem alle relevante ruwe gegevens, zoals het draaien van snelheid, kracht van de kachel, luchtstroom en ambient druk, evenals de temperatuur van de muur en vloeistof voor verdere verwerking van de gegevens na de vooraf gedefinieerde steady-state-voorwaarde is voldaan.</li>
	<li>Herhaal stap 6.2 en 6.3 met ten minste vier oplopende of aflopende kachel bevoegdheden op een aantal vaste Re en Ro. Ervoor zorgen dat de test Re en Ro vallen ±1% verschillen van de targeting waarden door de roterende snelheid en/of de massastroom van de koelvloeistof aan te passen.</li>
	<li>Zorg ervoor dat de warmte overdracht tests op elke set van vaste Re en Ro met verschillende kachel bevoegdheden onophoudelijk worden uitgevoerd als de ontwikkeling van drijfvermogen geïnduceerde stromen geassocieerd met de "history" van de ontwikkeling van de stroom wordt.</li>
	<li>Herhaal stap 6.4 en 6.5 met vier of vijf targeting Reynolds getallen (Re) op een vaste rotatiegetal (Ro). Zorg ervoor dat de roterende snelheid wordt op passende wijze aangepast op elke test Re waarmee zowel Re en Ro op de targeting waarden binnen ± 1% verschillen.</li>
	<li>Herhaal stap 6.6 met behulp van vier of vijf gericht op rotatie nummers (Ro).</li>
	<li>Herhaal stap 6.2 tot en met 6.7 met omgekeerde roterende richting.</li>
	<li>De lokale en gebied-gemiddeld Nusselt nummers (Nu) over de gescande roterende kanaal muren met een post gegevensverwerking programma evalueren.</li>
</ol>7. parametrische analyse
<ol><li>Correleren de gebied-gemiddeld Nusselt nummers (Nu0) verzameld uit het statische kanaal in de functies van Reynolds getal.</li>
	<li>Evalueren van de volledig-veld lokale Nu/Nu0 ratio's bij elke vaste Re en Ro getest met de ruimte-gemiddeld Nu/Nu0 ratio's berekend.</li>
	<li>Controleer of de toepasselijkheid van isolatie Re effect door het uitzetten van de lokale en gebied-gemiddeld Nu/Nu0 ratio's verkregen met verschillende Re maar op identieke Ro.</li>
	<li>Bekendmaken van de geïsoleerde effecten van drijfvermogen op de warmte overdracht eigenschappen van de roterende test kanaal door het uitzetten van het gebied-gemiddeld Nudraaien /Nu0 ratio's verzameld op de dezelfde Ro met verschillende Re tegen Bu - of dichtheidsgrenzen die verhouding (Δρ/ρ). Zorgen voor het beter selectie van Bu of Δρ/ρ voor de bouw van dit soort perceel voor het verkrijgen van de trend van de consistente gegevens met een eenvoudige functionele structuur voor heat transfer correlatie.</li>
	<li>Extrapoleren van elke Nu/Nu0 gegevens trend verzameld op een vaste Ro maar verschillende Re in de beperkende voorwaarde van Bu→0 of Δρ/ρ→0.</li>
	<li>Verzamelen van alle de geëxtrapoleerde Nu/Nu0 resultaten met Bu→0 of Δρ/ρ→0 bij alle geteste Ro.</li>
	<li>Uitzetten van de geëxtrapoleerde Nu/Nu0 resultaten met verdwenen drijfvermogen interactie tegen Ro te verstrekken de afgekoppeld Coriolis kracht effecten op de eigenschappen van de warmte-overdracht.</li>
	<li>Correleren de testresultaten verzameld door stap 7.4 en 7,7 in de functies van Ro en Bu.</li>
</ol>

<ol><li>Morris, W. D. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMorris%2C+WD+%22Heat+transfer+and+fluid+flow+in+rotating+coolant+channels%22">Heat transfer and fluid flow in rotating coolant channels</a>. , John Wiley and Sons. ISBN 0471101214(1981).</li>
<li>Morris, W. D. <a target="_blank" href="http://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1243/PIME_PROC_1996_210_008_02">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://turbomachinery.asmedigitalcollection.asme.org/article.aspx?articleid=1463664">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://turbomachinery.asmedigitalcollection.asme.org/article.aspx?articleid=1463797">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://turbomachinery.asmedigitalcollection.asme.org/article.aspx?articleid=1464168">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://proceedings.asmedigitalcollection.asme.org/proceeding.aspx?articleid=2174407">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://heattransfer.asmedigitalcollection.asme.org/article.aspx?articleid=1444620">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://turbomachinery.asmedigitalcollection.asme.org/article.aspx?articleid=1466391">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://heattransfer.asmedigitalcollection.asme.org/article.aspx?articleid=1445838">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://heattransfer.asmedigitalcollection.asme.org/article.aspx?articleid=1446334">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://heattransfer.asmedigitalcollection.asme.org/article.aspx?articleid=1448617">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://heattransfer.asmedigitalcollection.asme.org/article.aspx?articleid=1448975">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://heattransfer.asmedigitalcollection.asme.org/article.aspx?articleid=1474783">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://heattransfer.asmedigitalcollection.asme.org/article.aspx?articleid=1474665">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://heattransfer.asmedigitalcollection.asme.org/article.aspx?articleid=1474696">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://turbomachinery.asmedigitalcollection.asme.org/article.aspx?articleid=1466393">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://turbomachinery.asmedigitalcollection.asme.org/article.aspx?articleid=1468154">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://turbomachinery.asmedigitalcollection.asme.org/article.aspx?articleid=1838162">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://turbomachinery.asmedigitalcollection.asme.org/article.aspx?articleid=1901686">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="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359431108003232">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="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0017931009004190">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="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S001793100900194X">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="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359431115001192">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="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359431116309644">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="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0017931016309632">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="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0017931016313813">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://proceedings.asmedigitalcollection.asme.org/proceeding.aspx?articleid=2555232">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="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0017931096003110">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="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S001793100900684X">Coriolis and rotating buoyancy effect on detailed heat transfer distributions in a two-pass square channel roughened by 45° 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://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Heat+transfer+in+rotating+twin-pass+trapezoidal-sectioned+passage+with+two+opposite+walls+roughened+by+45+degree+ribs%22">Heat transfer in rotating twin-pass trapezoidal-sectioned passage with two opposite walls roughened by 45 degree ribs</a>. , Department of Marine Engineering, National Kaohsiung Marine University. Msc thesis (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="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0017931017316459">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="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1290072909002580">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://turbomachinery.asmedigitalcollection.asme.org/article.aspx?articleid=1694173">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), 041007 1~10 (2013).</li>
<li>Morris, W. D., Chang, S. W. <a target="_blank" href="https://www.cambridge.org/core/journals/aeronautical-journal/article/heat-transfer-in-a-radially-rotating-smooth-walled-tube/2D6E3573B9F82039287464E247BB8C37">Heat transfer in a radially rotating smooth-walled tube.</a> The Aeronautical Journal. 102 (1015), 277-285 (1998).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

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>Roterend testapparaat</td><td>In eigen beheer gemaakt</td><td></td><td>Ontwerp door deze onderzoeksgroep</td></tr><tr><td>Warmteoverdracht testmodule</td><td>In eigen beheer gemaakt</td><td></td><td>Ontwerp door deze onderzoeksgroep</td></tr><tr><td>Massastroommeter</td><td>Eldride Product, Inc.</td><td>3100301-01-01 359-1007</td><td></td></tr><tr><td>Infrarood thermografiesysteem</td><td>NEC P384A-8</td><td>3100401-04 3127A-4</td><td></td></tr><tr><td>Instrumentatie glijring</td><td>Michigan Scientific SR36M</td><td>3100506-62 3553-372</td><td></td></tr></tbody></table>

ontkoppelingseiwit coriolis kracht en roterende drijfvermogen effecten op full-veld warmte overdracht van eigenschappen van een roterende kanaal

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...

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.

uncoupling-coriolis-force-rotating-buoyancy-effects-on-full-field

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

We presenteren een protocol voor het bereiden van een tweedelige dichtheidsgestratificeerde vloeistof die kan worden opgestart in vaste lichaamsrotatie en vervolgens kan worden geïnduceerd in Rayleigh-Taylor instabiliteit door een gradiëntmagnetisch veld toe te passen.

Magnetisch Induced Rotating Rayleigh-Taylor instabiliteit

-Pool kookpunt warmtegeleidende experimenten werden uitgevoerd om de effecten van hybride bevochtigbare patronen op de warmte-overdrachtscoëfficiënt (HTC) neemt. De parameters analysemethoden zijn het aantal en de tussenlijnen patroon oriëntatie van het gemodificeerde bevochtigbaar oppervlak.

Pool-Boiling Heat-Transfer Enhancement op cilindrische oppervlakken met Hybrid Bevochtigbare Patterns

Belangrijke stappen van eiwitfunctie, met name conformationele veranderingen in de ruggengraat en protonoverdrachtreacties, vinden vaak plaats op de microseconden tot milliseconden tijdschaal. Deze dynamische processen kunnen worden bestudeerd door middel van tijdopgeloste step-scan Fourier-transform infraroodspectroscopie, met name voor eiwitten waarvan de functie wordt geactiveerd door licht.

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

Een methode voor het onderzoeken van de structuur van een eiwitfotoreceptor met behulp van atoomkrachtmicroscopie (AFM) wordt beschreven in dit artikel. PeakForce Quantitative Nanomechanical Property Mapping (PF-QNM) onthult intacte eiwitdimeren op een mica-oppervlak.

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

We demonstreren het gebruik van de Laser-induced forward transfer techniek (LIFT) voor het printen van hoog-viscositeit Ag pasta. Deze techniek biedt een eenvoudig, lage temperatuur, robuust proces voor het niet-litografisch printen van microschaal 2D en 3D structuren.

Laser-geïnduceerde Forward Overdracht van Ag Nanopaste

Hier presenteren we een protocol voor het genereren van ijs gehaald wanneer water wordt ingebracht in een koud bad pekel, als secundair koelmiddel, bij een bereik van temperaturen onder het vriespunt van water. Het kan worden gebruikt als een alternatieve methode voor de productie ijs industrie.

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

Silicon fotonische chips hebben het potentieel om complexe geïntegreerde quantum systemen te realiseren. Hier voorgesteld is een werkwijze voor het bereiden en testen van een silicium chip voor fotonische quantum metingen.

Meting van Quantum Interference in een Silicon Ring Resonator Photon Source

Wij fabriceren metaal/LaAlO3/SrTiO3 Heterostructuren met behulp van een combinatie van gepulste laser afzetting en in situ magnetron sputteren. Door magnetotransport en in situ X-ray photoelectron spectroscopie experimenten onderzoeken we de wisselwerking tussen elektrostatische en chemische fenomenen van het quasi tweedimensionaal electron gas gevormd in dit systeem.

Groei en elektrostatische fysico-chemische eigenschappen van metaal/LaAlO3/SrTiO3 Heterostructuren

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.

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

Het protocol hier is gewijd aan onderzoek naar de gratis en snelle manoeuvreren van water strider op het wateroppervlak. Het protocol bevat de microstructuur van benen observeren en meten van de kracht van hechting bij vertrek uit de wateroppervlakte op verschillende snelheden.

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

Ontdek een experimentele methode voor het ontkoppelen van Coriolis-kracht en roterende drijfvermogenseffecten op warmteoverdracht in roterende kanalen. Deze techniek biedt volledige velddata voor efficiëntere turbinebladontwerpen.

Ontkoppelingseiwit Coriolis kracht en roterende drijfvermogen effecten op Full-veld warmte overdracht van eigenschappen van een roterende kanaal (Video) | JoVE Journal

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

Meer video's verkennen