Summary
En protokoll for plass nyttelast design, plass eksperiment på termokapillær konveksjon, og analyser av eksperimentelle data og bilder er presentert i denne artikkelen.
Abstract
Thermocapillary konveksjon er et viktig forskningsemne i mikrogravitasjonsvæskefysikk. Den eksperimentelle studien på overflatebølger av termokapillær konveksjon i et ringformet flytende basseng er et av de 19 vitenskapelige eksperimentelle prosjektene på SJ-10 utvinnbar satellitt. Presentert er et design for en nyttelast for plass eksperimentell studie på termokapillær konveksjon som inkluderer eksperimentell modell, målesystem, og kontrollsystem. Detaljene for bygging av en eksperimentell modell av et ringformet flytende basseng med variable volumforhold er gitt. Væsketemperaturene registreres av seks termoelementer med høy følsomhet på 0,05 °C på forskjellige punkter. Temperaturfordelingene på den væskefrie overflaten fanges ved hjelp av et infrarødt termisk kamera. Den frie overflatedeformasjonen oppdages av en forskyvningssensor med høy nøyaktighet på 1 μm. Den eksperimentelle prosessen er helautomatisk. Forskningen er fokusert på termokapillære svingningsfenomener på den væskefrie overflaten og konvektive mønsteroverganger gjennom analyser av eksperimentelle data og bilder. Denne forskningen vil være nyttig for å forstå mekanismen for termokapillær konveksjon og vil gi ytterligere innsikt i de ikke-lineære egenskapene, flyt ustabilitet, og bifurcation overganger av termokapillær konveksjon.
Introduction
Under mikrogravitasjonsforhold i rommet presenteres mange interessante fysiske fenomener på grunn av fravær av tyngdekraften. I en væske med fri overflate finnes det et nytt strømningssystem (dvs. termokapillær strømning) som skyldes temperaturgradienten eller konsentrasjonsgradienten. Forskjellig fra tradisjonell konveksjon på bakken, er termokapillær konveksjon et allestedsnærværende fenomen i rommiljøer. Som det er et svært viktig forskningsemne i mikrogravitasjonsvæskefysikk, har en rekke eksperimenter blitt utført i rommet så vel som på bakken. Nylig ble romeksperimentelle studier utført på termokapillær konveksjon på SJ-10 utvinnbare vitenskapelige eksperimentsatellitt. Romeksperimentets nyttelast besto av åtte systemer, nemlig et væskeeksperimentsystem, væskelagring og injeksjonssystem, temperaturkontrollsystem, termoelementmålingssystem, infrarødt termisk kamera, forskyvningssensorer, CCD-bildeinnsamlingssystem og elektrisk kontrollsystem, som vist i figur 1 (venstre). Plass eksperiment nyttelast for forskning på overflatebølger av termokapillær konveksjon er vist i figur 1 (høyre). Denne studien fokuserte på ustabilitet av flyt, svingningsfenomener og overganger, som er viktige egenskaper i overgangsprosessen fra lamiatflyt til kaos. Studier på disse grunnleggende fagene har stor betydning for forskning om sterk ikke-lineær flyt.
I motsetning til oppdrift konveksjon drevet av volumkraft, er termokapillær konveksjon et fenomen forårsaket av overflatespenning i grensesnittet mellom to ublandbare væsker. Størrelsen på overflatespenningen endres med noen skalarparametere, inkludert temperatur, solute konsentrasjon og elektrisk feltstyrke. Når disse skalarfeltene fordeles ujevnt i grensesnittet, vil det være en overflatespenningsgradient tilstede på den frie overflaten. Væsken på den frie overflaten drives av overflatespenningsgradienten for å bevege seg fra stedet med mindre overflatespenning til det med større overflatespenning. Denne strømmen ble først tolket av en italiensk fysiker, Carlo Marangoni. Derfor ble det kalt "Marangoni effekt"1. Marangoni-strømmen på den frie overflaten strekker seg til den indre væsken med viskositet, og som et resultat genererer det som kalles Marangoni konveksjon.
Strengt tatt, for væskesystemet med en fri overflate, vises termokapillær konveksjon og oppdrift konveksjon alltid samtidig under normal tyngdekraft. Generelt, for et makroskopisk konvektivt system, er termokapillær konveksjon en mindre effekt og ignoreres vanligvis sammenlignet med oppdrift konveksjon. Men under forutsetning av et lite konvektivt system eller i mikrogravitasjonsmiljøet vil oppdriftskonveksjon bli sterkt svekket, eller til og med forsvinne, og termokapillær konveksjon vil bli dominerende i strømningssystemet. I lang tid har forskningen vært fokusert på makroskala oppdrift på grunn av begrensningene i menneskelige aktiviteter og forskningsmetoder2,3,4. Men i de siste tiårene, med den raske utviklingen av moderne vitenskap og teknologi som luftfart, film, MEMS og ikke-lineær vitenskap, har behovet for videre forskning på termokapillær konveksjon blitt stadig mer presserende.
Studier om mikrogravitasjonshydrodynamikk har viktig faglig betydning og søknadsutsikter. Mange dynamicists, fysiske kjemikere, biologer og materialer forskere har samlet seg for å jobbe på dette feltet. Kamotani og Ostrach fullførte eksperimenter på termokapillær konveksjon i et ringformet væskebasseng under mikrogravitasjonsforhold2,,5,,6,,7,,8 og observert jevn strømning, oscillerende strømning og kritiske forhold. Schwabe et al. studerte spenstig termokapillær konveksjon i et lignende ringformet flytende basseng3,9 og fant at den oscillerende strømmen først dukket opp som termokapillære bølger, og deretter slått til en mer kompleks strøm med økningen i temperaturforskjell. I 2002 rapporterte Schwabe og Benz et al. en gruppe eksperimenter på termokaspillær konveksjon i et ringformet flytende basseng utført på den russiske FOTON-12 satellitt4,10. Deres plass eksperimentelle resultater var i samsvar med bakken eksperimentelle resultater. Noen japanske forskere utførte tre rekke eksperimenter på flytende bro termokapillær konveksjon, kalt Marangoni Experiment in Space (MEIS), på den internasjonale romstasjonen11,12,13. Noe eksperimentelt utstyr, inkludert kameraet, termisk imager, termoelementsensorer og 3D-PTV og fotochromic teknologi, ble brukt i disse tre oppgavene. De kritiske forholdene til termokapillær konveksjon ved forskjellige sideforhold ble bestemt, og tredimensjonale (3D) strømningsstrukturer ble observert.
I løpet av de siste 30 årene har mikrogravitasjonsvitenskap gjennomgått produktiv utvikling i Kina14,15,16, og en rekke mikrogravitasjonseksperimenter har blitt utført i rom17,18. Innen flytende fysikk var det første mikrogravitasjonseksperimentet studiet av tolagsvæske på SJ-5 gjenvinnbar satellitt i 1999, og strømningsstrukturen ble oppnådd ved partikkelsporingsmetoden14. I 2004 ble studien om termokapillær migrasjon av en dråpe utført på SZ-4, og forholdet mellom migrasjonshastighet og kritisk Mach (Ma) nummer ble oppnådd15,16. I 2005 ble den eksperimentelle studien om multi-boble termokapillær migrasjon utført på JB-417, og migrasjonsreglene ble innhentet da Ma-nummeret ble økt til 8000. I mellomtiden ble også problemer som boblesammenslåing studert. I 2006 ble studien om diffusjonsmasseoverføring utført på SJ-8 utvinnbar satellitt, Mach-Zehnder interferometer ble først brukt i romeksperimentet, prosessen med diffusjonmasseoverføring ble observert, og diffusjonskoeffisienten ble evaluert18.
I de senere årene har en rekke eksperimentelle studier på bakken fokusert på svingningog bifurcation prosesser i termokapillær konveksjon blitt utført, og den kombinerte effekten av oppdrift og termokaspillær kraft har blitt analysert. Eksperimentelle resultater viser at oppdrift effekten ikke kan ignoreres i bakken eksperimenter, som det spiller en dominerende rolle i mange tilfeller19,20,21,22. I 2016 ble det utført to mikrogravitasjonseksperimenter for å forske på termokapillær konveksjon i væskebroen på TG-2, og termokapillær konveksjon i det ringformede væskebassenget på SJ-10 utvinnbar satellitt23,24. Den nåværende artikkelen introduserer eksperimentell nyttelast av termokapillær konveksjon på SJ10, og plass eksperiment resultater. Disse metodene vil være nyttige for å utforske mekanismen for termokapillær oscillasjon.
For å observere den konvektive mønsterovergangen, temperatursvingningen og væskefri overflatedeformasjon, seks termoelementer, et infrarødt termisk kamera og en forskyvningssensor for å kvantifisere frekvensen, amplituden og andre fysiske mengder oscillasjonen ble brukt. Gjennom undersøkelser om oscillasjon og overgang i termokapillær konveksjon i rommet, kan mekanismen for termokapillær konveksjon i mikrogravitasjonsmiljøet, som gir vitenskapelig veiledning for vekst av materialer i rommet, oppdaget og forstått. Videre vil teknologiske gjennombrudd i slike romeksperimenter, som teknikker for flytende overflatevedlikehold og væskeinjeksjon uten bobler, ytterligere forbedre enkelheten og det tekniske nivået av mikrogravitasjonseksperimenter i væske Fysikk.
Dette papiret introduserer nyttelastutvikling og romeksperiment av termokapillær overflatebølgeprosjektet utført på SJ-10 vitenskapelig eksperimentell satellitt. Som et romeksperiment nyttelast, denne termokapillær konveksjon system har en sterk anti-vibrasjon evne til å hindre voldelig sjokk, spesielt under satellittlanseringsprosessen. For å møte kravene til fjerndrift, styres romeksperimentprosessen automatisk, og plasseksperimentelle data kan overføres til Ground Signal Receiving Station of the Spacecraft og deretter til forskernes eksperimentelle Plattform.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Design og utarbeidelse av det eksperimentelle systemet
- Konstruer det ringformede væskebassenget.
- Bygg et kobberringformet flytende basseng som måler Ri = 4 mm i indre diameter og Ro = 20 mm i ytre diameter og d = 12 mm i høyden.
- Bruk en polysulfonplate som måler RP = 20 mm i diameter som bunnen av det flytende bassenget (se Materialtabellen).
- Bor et lite hull som måler φ = 2 mm i diameter nær den indre veggen (6 mm unna midten av sirkelen) som væskeinjeksjonshullet.
- Vedlikehold grensesnittet.
- Tilsett skarpe hjørner (45° vinkler) på de indre og ytre sideveggene (Figur 2).
- Påfør antikrypende væske21 (se Materialbord) på de indre og ytre veggene i en høyde som er større enn 12 mm.
- Klargjør lagringssystemet for arbeidsvæske.
- Velg 2cSt silikonolje som arbeidsvæske (se Materialtabellen).
- Bruk en hydraulisk sylinder som beholder for oppbevaring av silikonoljen (se Materialtabellen).
- Injiser arbeidsvæsken til den hydrauliske sylinderen ved hjelp av boblefri teknikk før lansering.
MERK: Bobler som er suspendert i arbeidsvæsken, vil føre til at eksperimentet svikter.- Tøm gassen i silikonoljen ved å varme opp væsken til 60 °C og påfør trykk <150 Pa i ca. 6 timer.
- Støvsug væskelagringssystemet til trykket er <200 Pa.
- Avlast ventilen slik at silikonoljen kan fylles ut den støvsugede flasken uten gass (figur 3).
- Sett opp injeksjonssystemet for arbeidsvæsken.
- Velg en trinnmotor for å drive injeksjoneller suging av væske (se Materialtabellen).
- Påfør en magnetventil for å kontrollere på-av-bryteren til injeksjonssystemet (se Materialtabellen).
- Koble trinnmotoren til væskesylinderen ved hjelp av en universell skjøt (Figur 4).
- Koble den flytende sylinderen, magnetventilen og injeksjonshullet suksessivt med et rør som måler 4 mm i ytre diameter.
2. Etablering av temperaturkontrollsystemet
- Bygg inn i den indre sylinderen med en varmefilm (motstand Rt = 14,4 ± 0,5 Ω) og mål temperaturen Ti med et K-type termoelement (se Materialbord).
- Symmetrisk feste seks kjølebrikker (hver to chips er koblet parallelt som en gruppe, og tre grupper er koblet i en serie) til ytterveggen og få den ytre veggtemperaturen To ved hjelp av en ekstra K-type termoelement.
MERK: Temperaturforskjellen er ΔT = Ti - To.
3. Etablering av målesystemet
MERK: Alle enheter kan styres av programvare.
- Plasser seks termoelementer (T1 - T6) inne i væskebassenget for å måle temperaturer på forskjellige punkter. Det detaljerte oppsettet vises i figur 5.
- Plasser det infrarøde kameraet rett over den flytende overflaten, og roter linsen for å justere fokuset og samle inn informasjon om temperaturfelt på den væskefrie overflaten (se Materialtabellen).
- Juster forskyvningssensoren for å måle forskyvningen av et bestemt punkt (r = 12 mm) på væskeoverflaten (se Materialtabellen).
MERK: Laserforskyvningssensoren brukes til denne nyttelasten for å realisere en 100 μs høyhastighetsprøvetaking, som er en ultrahøy presisjonsmålemetode med en oppløsning på 1 μm og en linearitet på ± 0,1 % F.S. - Bruk CCD-kameraet til å fokusere på den flytende overflaten og registrere endringen av den frie overflaten (se Material- og materialtabellen , figur 6).
MERK: Antall effektive piksler er 752 x 582, og minimumbelysningen er 1,6 Lux/F2.0.
4. Eksperimentell prosess
- Start eksperimentkontrollprogramvaren og slå på av/på-knappen.
- Utfør væskeinjeksjonen.
- Påfør 12 V på magnetventilen for å åpne den.
- Slå på motorknappen for å trykke på motoren med et trinn på 2,059 mm og injiser 10 305 ml silikonolje i det flytende bassenget.
- Slå av magnetventilens kraft for å lukke magnetventilen.
- Utfør lineær oppvarming.
- Still inn de eksperimentelle forholdene som følger: oppvarming sertent temperatur Ti = 50 °C; kjølemåltemperatur To = 15 °C; varmehastighet = 0,5 °C/min.
- Samle inn data.
- Angi de tilsvarende samplingsfrekvensene til den infrarøde imageren, termoelement, forskyvningssensor og CCD til henholdsvis 7,5 Hz, 20 Hz, 20 Hz og 25 Hz.
- Klikk på knappen for datainnsamlingssystemet og overvåk temperaturen, forskyvningen og annen informasjon ved hjelp av dataprogramvaren (Figur 7).
- Slå av av/på-knappen.
MERK: Vent 1 t slik at temperaturen på de varme og kalde endene er lik omgivelsestemperaturen for følgende eksperiment.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Det nøyaktige volumforholdet ble definert, og den flytende overflatetopografien ble rekonstruert basert på bildene tatt av CCD. Den kritiske ustabilitetstilstanden ble bestemt, og svingningsegenskapene ble studert gjennom analyser på enkeltpunkttemperatursignaler og forskyvningssvingninger. Strukturen i strømningsfeltet ble oppnådd, og overgangen av strømningsmønsteret ble bestemt gjennom endringen av det infrarøde bildet med tiden. Strømningsegenskapene, strømningsmekanismen og bifurcation-overgangen kan også studeres ved hjelp av omfattende analyse på flere eksperimentelle resultater.
Infrarøde termiske bilder er oppnådd for å visualisere temperaturfordelingene på den væskefrie overflaten i termokapillær konveksjon. Det er observert en rekke oscillerende strømningsmønstre, som inkluderer radial oscillasjon eller med klokken/mot klokken omkretsrotasjoner (figur 8). Termokapillær flyt mister først sin stabilitet og overganger til radial oscillasjon, og deretter til omkrets roterende bølger. Det har blitt funnet at jevn termokapillær konveksjon utvikler seg til en stående bølge, deretter en reisebølge, og til slutt til koblingstilstanden til reisebølge og stående bølge.
Temperaturene på forskjellige steder i termokapillærstrømningssystemet ble målt med termoelementer ved visse volumforhold (Vr = 0,715). Figur 9 (venstre) viser at temperaturen inne i væsken økte lineært med temperaturforskjellen øker. Temperaturfeltet svingte med jevne mellomrom når temperaturforskjellen overstiger en viss terskel, noe som indikerer at termokapillærkonveksjonen utviklet seg fra en jevn tilstand til en oscillerende tilstand. I tillegg vokste amplituden av oscillerende temperatur etter hvert som strømningsfeltet utviklet seg. Spektrumanalysen i figur 9 (høyre) indikerer at den kritiske svingningsfrekvensen var 0,064 Hz.
Deformasjonen av den væskefrie overflaten ble først studert gjennom direkte målinger. Ved å sammenligne et stort antall deformasjonsdata for den frie overflaten målt ved forskyvningssensoren, og temperaturdataene til væsken målt av termotilmene, ble det observert at overflatedeformasjonen og temperaturfeltet i væsken begynte å svinge samtidig og med samme frekvens (Figur 10).
Figur 1: Plass eksperimentell nyttelast. - Jeg har ikke noe åsi. Skjematisk av nyttelasten. - Jeg har ikkenoe å si. Bilde av plass eksperiment nyttelast. Termokapillærkonveksjonen kan observeres ved hjelp av det infrarøde kameraet, CCD og forskyvningssensoren. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 2: Skjematisk og bilde av det ringformede væskebassenget. Når det var en temperaturforskjell mellom de to endene, ble termokapillær konveksjon generert inne i det ringformede væskebassenget. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 3: Vakuumfyllingsenhet og fyllingsprosessen. Denne prosedyren som ble utført før lansering sørget for at ingen bobler ble generert i væsken under romforsøkene. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 4: Skjematisk forbindelse mellom steppermotor og sylinder. Silikonoljeutslippet fra eller suge til sylinderen kan realiseres ved å kontrollere skyve-/trekkbryteren på steppermotoren. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 5: Monteringsstedene for termoelementer. Temperatursignaler i forskjellige høyder og azimuthal vinkler kan analysere reisebølgeegenskapene. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 6: CCD-bilde av det ringformede væskebassenget (sak 13, Vr = 0,715). Hvorvidt væskenivået klatrer eller ikke kan identifiseres av bildet. Volumforholdet kan også oppnås ved kantbehandling av bildet. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 7: Temperaturkontrollkurve i sanntid (sak 13, Vr = 0,715). Dette er en lineær oppvarmingsmodus med en hastighet på 0,5 °C/min. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 8: Temperaturfelt på frioverflate i én periode (sak 13, Vr = 0,715). (A) Infrarøde termiske bilder av hydrothermo bølgen. (B) Tilsvarende 3D-grafer av (A). (C) Tilsvarende periodiske undergjennomsnittlige bilder av originale bilder i (A). Den kalde sonen og den varme sonen vises vekselvis i par. Rød = høy temperatur; blå = lav temperatur. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 9: Temperaturmålinger (sak 13, Vr = 0,715). - Jeg har ikke noe åsi. Temperatursvingninger med økningen av temperaturforskjellen. - Jeg har ikkenoe å si. Tilsvarende kritisk frekvensspektrum av signaler i (A). PSD = Strømspektral tetthet. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 10: Svingningsmålinger av den væskefrie overflaten (sak 13, Vr = 0,715). - Jeg har ikke noe åsi. Forskyvning med økningen av temperaturforskjellen. - Jeg har ikkenoe å si. Tilsvarende frekvensspektrum av signaler i venstre panel. Når temperaturforskjellen overstiger en viss terskel, vil forskyvningen svinge med jevne mellomrom, og amplituden øker etter hvert som temperaturforskjellen øker. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
På grunn av begrensningen av plassressurser, volumet av utstyret som helhet er bare 400 mm × 352 mm × 322 mm, med en vekt på bare 22,9 ± 0,2 kg. Dette er veldig ubeleilig når du velger og legger ut eksperimentelle enheter, og etableringen av strømningssystemet blir det kritiske trinnet. Derfor er den økende temperaturforskjellen satt i to ender av væskebassenget slik at væsken kan generere en rekke strømningsfenomener. For å observere hele prosessen med konveksjonen fra jevn til oscillasjon i et enkelt eksperiment, er 2cSt silikonolje valgt som arbeidsvæske på grunn av gjennomsiktigheten og passende fysiske parametere. I tillegg, på grunn av overflatespenningen, er den flytende overflaten buet. Observasjonspunktet til forskyvningssensoren skal være i midten av de indre og ytre diametere.
Ved forsømmelse av feil forårsaket av fysiske egenskaper, kan usikkerheten i de eksperimentelle parametrene oppnås. Den syntetiske standardusikkerheten for den kritiske terskelen for termokapillærkonveksjonen ble fastslått å være 1,11 %. Usikkerheten i volumforholdet forårsaket av faktorer som væskefordampning og volumavlesning er innenfor henholdsvis 4,00 %, hvorav standard tilfeldige usikkerheter forårsaket av temperaturmålinger og geometriske dimensjoner av væskebassenget er henholdsvis 0,05 °C og 0,01 mm. Avstanden realisert av trinnmotoren for væskeinjeksjon/suging, og motorens minste bevegelsesenhet er 1 telling = 3,5 × 10-6 mm. Kombinert med usikkerheten som innføres av væskeinjeksjon/suging og geometriske dimensjoner av væskebassenget, er den endelige syntetiske usikkerheten i volumforholdet 4,07%.
Bare 23 grupper av verdifulle plass eksperimentelle data er innhentet på grunn av begrenset flytid av satellitten, og eksperimenter på en stor temperaturforskjell (over 40 ° C) har ennå ikke blitt utført. I tillegg, på grunn av begrensning av plassressurser, mangler modellen rotasjonsfunksjon sammenlignet med den virkelige industrielle krystallvekstmetoden.
Når det gjelder utstyrsutvikling, har to viktige problemer blitt løst, nemlig vedlikehold av den væskefrie overflaten og væskeinjeksjonen uten bobler, som begge spiller sentrale roller i vellykket gjennomføring av romeksperimenter. Disse to viktige teknologiene har også blitt brukt på påfølgende romeksperimenter, for eksempel i Tiangong-2 romferd, og vil også bli brukt på flere romeksperimenter i fremtiden.
Den eksperimentelle enheten og observasjonsmetoden basert på SJ10 termokapillær konveksjon kan gi et vitenskapelig grunnlag og teknisk støtte for studiet av væskemekanikk, mikrogravitasjonsfysikk, ekte industriell krystallvekst og muligens mange andre mange applikasjoner.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Vi har ingenting å avsløre.
Acknowledgments
Det er mange deltakere som har bidratt til arbeidet rapportert i denne artikkelen, inkludert alle medlemmene av vårt prosjektteam, samt noen mennesker fra Astronauts forsknings- og treningssenter (ACC) og Neusoft.
Dette arbeidet er finansiert av Strategic Priority Research Program on Space Science, Chinese Academy of Sciences: SJ-10 Recoverable Scientific Experiment Satellite (Grant No. XDA04020405 og XDA04020202-05), og ved felles fond av National Natural Science Foundation of China (U1738116).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| anti-creeping liquid | 3M | EGC-1700 | |
| CCD | WATTEC | WAT-230VIVID | |
| Displacement sensor | Panasonic | HL-C1 | |
| Heating film | HongYu | 125 Q/W335.1A | |
| Hydraulic cylinder | FESTO | ADVU-40-25-P-A | |
| Infrared camera | FLIR | Tau2 | |
| LED | 693 Institute | 10257MW7C | |
| Montor | PI | M-227 | |
| Montor controller | PI | C-863 | |
| Pipe, 4mm | FESTO | PUN-4X0,75-GE | |
| polysulfone plate | 507 Institute | ||
| Refrigeration chip | Zhongke | 9502/065/021M | |
| Silicon oil, 2cSt | Shin-Etsu | KF-96 | |
| Solenoid | FESTO | MFH-2-M5 | |
| Temperature controller | Eurotherm | 3304 | |
| Thermocouple, K-type | North University of China | ZBDX-HTTK |
References
- Scriven, L. E., Sternling, C. V. The Marangoni effect. Nature. 187, 186-188 (1960).
- Kamotani, Y., Chang, A., Ostrach, S. Effects of heating mode on steady antisymmetric thermocapillary flows in microgravity. Heat Transfer in Microgravity Systems, Trans. American Society of Mechanical Engineers. 290, https://heattransfer.asmedigitalcollection.asme.org/ 53-59 (1994).
- Benz, S., Schwabe, D. The three-dimensional stationary instability in dynamic thermocapillary shallow cavities. Experiments in Fluids. 31, 409-416 (2001).
- Schwabe, D. Buoyant-thermocapillary and pure thermocapillary convective instabilities in Czochralski systems. Journal of Crystal Growth. 237-239, 1849-1853 (2002).
- Kamotani, Y., Ostrach, S., Pline, A. Analysis of velocity data taken in surface tension drivenconvection experiment in microgravity. Physics of Fluids. 6, 3601-3609 (1994).
- Kamotani, Y., Ostrach, S., Pline, A. A thermocapillary convection experiment in microgravity. Journal of Heat Transfer. 117, 611-618 (1995).
- Kamotani, Y., Ostrach, S., Pline, A. Some temperature field results from the thermocapillary flow experiment aboard USML-2 spacelab. Advances in Space Research. 22, 1189-1195 (1998).
- Kamotani, Y., Ostrach, S., Masud, J. Microgravity experiments and analysis of oscillatory thermocapillary flows in cylindrical containers. Journal of Fluid Mechanics. 410, 211-233 (2000).
- Schwabe, D., Benz, S., Cramer, A. Experiment on the Multi-roll-structure of thermocapillary flow in side-heated thin liquid layers. Advances in Space Research. 24 (10), 1367-1373 (1999).
- Schwabe, D., Benz, S. Thermocapillary flow instabilities in an annulus under microgravity results of the experiment MAGIA. Advances in Space Research. 29, 629-638 (2002).
- Kawamura, H., et al. Report on Microgravity Experiments of Marangoni Convection Aboard International Space Station. Journal of Heat Transfer. 134 (3), 031005 (2012).
- Sato, F., et al. Hydrothermal Wave Instability in a High-Aspect-Ratio Liquid Bridge of Pr > 200. Microgravity Science and Technology. 25 (1), 43-58 (2013).
- Yano, T., et al. Instability and associated roll structure of Marangoni convection in high Prandtl number liquid bridge with large aspect ratio. Physics of Fluids. 27 (2), 024108 (2015).
- Yao, Y. L., Liu, Q. S., Zhang, P., Hu, L., Liu, F., Hu, W. R. Space Experiments on Thermocapillary Convection and Marangoni Convection in Two Immiscible Liquid Layers. Journal of the Japan Society of Microgravity Application. 15, 394-398 (1998).
- Zhang, P., et al. Space experimental device on Marangoni drop migrations of large Reynolds numbers. Science in China. 44 (6), Series E. 605-614 (2001).
- Xie, J. C., Lin, H., Zhang, P., Liu, F., Hu, W. R. Experimental investigation on thermocapillary drop migration at large Marangoni number in reduced gravity. Journal of Colloid and Interface Science. 285, 737-743 (2005).
- Kang, Q., Cui, H. L., Hu, L., Duan, L., Hu, W. R. Experimental Investigation on bubble coalescence under non-uniform temperature distribution in reduced gravity. Journal of Colloid and Interface Science. 310, 546-549 (2007).
- Duan, L., et al. The real-time March-Zehnder interferometer used in space experiment. Microgravity Science and Technology. 20, 91-98 (2008).
- Zhu, P., Zhou, B., Duan, L., Kang, Q. Characteristics of surface oscillation in thermocapillary convection. Experimental Thermal and Fluid Science. 35, 1444-1450 (2011).
- Zhu, P., Duan, L., Kang, Q. Transition to chaos in thermocapillary convection. International Journal of Heat and Mass Transfer. 57, 457-464 (2013).
- Kang, Q., Duan, L., Zhang, L., Yin, Y. L., Yang, J. S., Hu, W. R. Thermocapillary convection experiment facility of an open cylindrical annuli for SJ-10 satellite. Microgravity Science and Technology. 28, 123-132 (2016).
- Wang, J., Wu, D., Duan, L., Kang, Q. Ground Experiment on the Instability of Buoyant-thermocapillary Convection in Large Scale Liquid Bridge with Large Prandtl Number. International Journal of Heat and Mass Transfer. 108, 2107-2119 (2017).
- Kang, Q., Jiang, H., Duan, L., Zhang, C., Hu, W. R. The Critical Condition and Oscillation - Transition Characteristics of Thermocapillary Convection in the Space Experiment on SJ-10 Satellite. International Journal of Heat and Mass Transfer. 135, 479-490 (2019).
- Kang, Q., et al. The volume ratio effect on flow patterns and transition processes of thermocapillary convection. Journal of Fluid Mechanics. 868 (108), 560-583 (2019).
