Расцепления сила Кориолиса и вращающейся плавучести эффекты на полный поле тепла передача свойств вращающегося канала

Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы в области передачи тепла, в том числе многие оценили внутреннее охлаждение лопастей ротора литой турбины. Основным преимуществом этого метода является полная собранная информация о передаче тепла в поле и предлагаемый метод сокращения данных. Они способны выявить индивидуальные и взаимозависимые эффекты складок Coriolis и вращающуюся плавучесть на местных свойствах передачи тепла.

Демонстрация процедуры будет Куо-Чинг Yu, Вэй-Лин Цай и Хон-Да Шен. Три аспиранта из моей лаборатории. Протокол требует использования вращающейся буровой установки, которая состоит из вала, управляемого двигателем.

Вал управляет вращающейся платформой, поддерживая тестовый модуль. Он также имеет противовес для вращательной балансировки. Инфракрасная камера в состоянии сканировать тестовый модуль.

Особенности тестового модуля, используемого для сбора данных, изображены в этой схеме взорванного представления. При строительстве, тефлоновая рама, боковины, разделители и верхние и задние пластины помогают определить квадратный два прошлых канала с S-образным входом и выходом ноги. База модуля крепится к вращающейся платформе.

Во время экспериментов стены из фольги из нержавеющей стали несут ток для генерации нагревательного потока. Медные пластины помогают удерживать фольгу на месте. Камера пленума воздуха поставляет под давлением поток воздуха через базу немного от центральной линии входной ноги.

Наконец, выхлопные газы из розетки ноги также проходит через базу. После сборки и в положении, подвергаются фольги конце стены является ведущей стеной конца в вращении. На смонтированом испытательном модуле приготовьтесь измерить теплоемкость.

Между инфракрасной камерой и испытательным модулем висят нагревательные фольги. Сделайте электрические соединения для отопления. Доступ к стороне фольги ближе всего к испытательному модулю.

С этой стороны в центре фольги установите откалиброванный термокополь. Следующий поворот внимание к камере лицом к стороне фольги. Подготовьте эту сторону напротив термокоупля, распылив на нее тонкий слой черной краски.

Теперь с использованием корпуса, чтобы изолировать камеру в нагревательной фольге во время сбора данных. Подкормите электрическую энергию нагревательной фольгой, чтобы создать симметричное поле потока. После того, как система находится в стабильном состоянии, измерить температуру по термокоуплой и инфракрасной термографии.

Повторите измерение с различными полномочиями нагревателя. После завершения измерений снимите термокуплу с фольги. Подготовь буровую установку для испытаний на теплотрассу.

Это включает в себя оборудование для давления на испытательный канал. Будьте готовы скорректировать противовес вес для установления баланса буровой установки. Сначала проифицировать или установить статическую балансировку вращающейся буровой установки.

После достижения, ротор будет оставаться в любом угловом положении, что он установлен. Для динамической балансировки запустите буровую установку, вращающуюся с желаемой постоянной скоростью. Начните инфракрасное изображение и просмотрите захваченные изображения.

Когда буровая установка не находится в динамическом балансе, термографическое изображение измерений не является стабильным. Для достижения динамического баланса постепенно корректируют противовес. Когда динамический баланс будет достигнут, будет стабильное тепловое изображение в условиях работы.

Снимите испытательный модуль с вращающейся установки и отвелите его на скамейку. Следующий доступ к модулям канал охлаждения. Есть теплоизоляционный материал доступны, в данном случае изоляционные волокна.

Заполните канал теплоэлектроэнержии к испытательному модулю теплоизоляцией. Здесь канал заполнен достаточно для следующих шагов в протоколе. Сохтьем испытательный модуль и подготовим его к монтажу на буровой установке.

Переподключим всю мощность в приборных кабелях. Верните испытательный модуль на вращающуюся установку, примените теплоснабжающую установку и установите условия для измерения. Мониторинг температуры стены с течением времени, как правило, более трех часов.

Температура в двух точках времени, представляющих интерес, изображена ниже теплового изображения. Когда изменение температуры меньше 0,3 Кельвина, завемить стену в температуре окружающей среды и мощности нагревателя. Сделайте несколько измерений, систематически изменяя скорость нагрева, вращения и направление.

Когда сделано принять модуль обратно на скамейку, чтобы удалить изоляционный материал, прежде чем монтаж его на буровой снова. Затем выполните тест на передачу тепла с помощью испытательного модуля. Запустите таблицу, разработанную для эксперимента.

В соответствующих ячейках определите геометрические параметры, связанные с тестовым модулем. При настройке запустите поток жидкости в тестовый канал. В таблице введите измеренные значения температуры окружающей среды и жидкости, скорости потока массы жидкости, атмосферного давления и измеренного статического давления жидкости.

Программное обеспечение вычисляет номер Рейнольдса и отображает его. Если это не желаемое число Рейнольдса, измените скорость потока жидкости. Затем можно повторно ввести измеренные параметры, чтобы найти новый номер Рейнольдса.

С установленным номером Рейнольдса активируйте систему термографии. Далее, поставки и регулировать теплооснабжение, чтобы установить температуру стены. Убедитесь, что температура достигла стабильного состояния при заранее определенном значении, проверив, что профиль температуры височной стены плоский.

В электронной таблице введите усредную температуру стены над отсканированной областью. Также ввет отопительное напряжение и нагревательный ток. Для базовых тестов, как только условия установлены сохранить данные для постобработки.

Для вращающейся тепловой передачи тест продолжается путем активации двигателя, чтобы начать вращение. Введите скорость вращения вала в электронную таблицу. Программное обеспечение будет определять число вращения для текущих условий.

Отрегулируйте скорость вращения, чтобы получить целевой номер вращения. Для того, чтобы достичь желаемого Рейнольдса и номера нотации в стабильном состоянии, это может быть необходимо для тонкой настройки скорости потока жидкости. Скорость вращения и нагревать мощность несколько раз.

Сохраните все вращающиеся данные передачи тепла для постобработки. Продолжайте систематически собирать данные по различным значениям экспериментальных параметров. На этих снимках испытательного модуля канала S с потоками жидкости на разных числах Рейнольдса есть пространственное изменение чисел Nusselt из-за центробежных сил, вызванных вихрями.

Эти участки отражают площадь усредненные свойства передачи тепла над ведущими и задние конечные стены модуля канала S. Вращение к статическому соотношению числа Nusselt как функции плавучести числа идет снизу выше одного для передних края стены. Для задней стены края, соотношение никогда не ниже одного.

Обратите внимание, что для фиксированного числа вращения и различных чисел Рейнольдса нормализованные номера Nusselt различаются в небольшом диапазоне. Различные типы каналов имеют различное поведение. Для данного числа вращения экстраполяция на нулевую плавучесть дает уровень передачи тепла из-за сил Кориолиса с исчезающая плавучесть для ведущей стены.

Аналогичный анализ работает для задней стены. Вот вариация вращения на статическое соотношение числа Nusselt при исчезновении плавучести как функция числа вращения для различных геометрий каналов. Данные показали, uncoupled Coriolis силы воздействия на площадь усредневания свойства передачи тепла ведущих и задний край конца стены.

Эти данные свидетельствуют о влиянии плавучести числа на свойства передачи тепла вращающегося канала зависит от числа вращения. Таким образом, этот метод может дать представление о охлаждении производительности вращающегося канала внутри лопасти ротора литой турбины. Он также может быть применен к другим системам, таким как amature охлаждения богатого основного двигателя.

Как правило, лица, новые для этого метода или цикла, потому что измерение передачи тепла от вращающейся поверхности трудно. После освоения, этот метод может быть сделано в 100 часов, если она выполняется должным образом. При попытке этой процедуры, важно помнить, чтобы постоянно проверять на утечку потока жидкости.

После его разработки, эта техника проложить путь для исследователей в области литого турбинного двигателя для изучения полного поля Nusselt распределения номеров в лопастях ротора. После просмотра этого видео, вы должны иметь хорошее понимание того, как разъединить эффекты складок Coriolis и вращающейся плавучести на полном поле агентов для свойств вращающихся каналов и приложений для литых лопастей ротора турбины.