Uncoupling Coriolis Force and Rotating Buoyancy Effects on Full-Field Heat Transfer Properties of a Rotating Channel

Shyy Woei Chang; Wei-Ling Cai; Hong-Da Shen; Kuo-Ching Yu

doi:10.3791/57630

JoVE Journal > Engineering

Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

Ingénierie

قوة كوريوليس يفصل وآثار الطفو الدورية على الحرارة كامل-ميدان نقل خصائص قناة الدورية

Published: October 05, 2018

doi:

10.3791/57630

Shyy Woei Chang¹, Wei-Ling Cai¹, Hong-Da Shen¹, Kuo-Ching Yu¹

¹Department of System and Naval Mechatronic Engineering,National Cheng Kung University

Summary

نقدم هنا، أسلوب تجريبي لفصل قوة كوريوليس مترابطة وآثار الطفو بالتناوب على توزيعات نقل الحرارة حقل كامل من قناة الدورية.

Abstract

ويقترح طريقة تجريبية لاستكشاف خصائص نقل الحرارة من قناة محوريا الدورية. يتم تحديد معلمات التدفق الإدارة التي تتسم بها الظواهر النقل في قناة الدورية عن طريق تحليل بارامتريه لمعادلات الزخم والطاقة مشيراً إلى إطار مرجعي لتناوب. استناداً إلى هذه المعادلات التدفق دون أبعاد، استراتيجية تجريبية تربط تصميم اختبار الوحدة النمطية، وضعت البرنامج التجريبي وتحليل البيانات بمحاولة للكشف عن قوة كوريوليس معزولة وآثار الطفو على الحرارة نقل العروض. يتم توضيح آثار قوة كوريوليس وتناوب الطفو استخدام نتائج انتقائية يقاس من القنوات مع مختلف الهندسات بالتناوب. بينما قوة كوريوليس والآثار الدورية الطفو سمات مشتركة عدة بين مختلف القنوات الدورية، تواقيع نقل الحرارة فريدة موجودة في الرابطة مع اتجاه تدفق وشكل القناة والترتيب للحرارة نقل أجهزة تعزيز. بغض النظر عن التكوينات تدفق القنوات الدورية، الأسلوب التجريبي قدم يتيح تنمية الحرارة تتسق فعلياً نقل الترابطات التي تسمح بتقييم قوة كوريوليس المعزولة والمترابطة و آثار الطفو بالتناوب على الحرارة نقل خصائص القنوات بالتناوب.

Introduction

بينما تملي القوانين دينامي حراري تحسين طاقة محددة والكفاءة الحرارية لمحرك التوربينات الغازية برفع درجة حرارة دخول التوربينات، عدة مكونات المحرك الساخن، مثل ريش التوربينات، وهم عرضه للضرر الحراري. تبريد داخلي من [روتور توربينات الغاز يسمح بدرجة حرارة دخول توربينات التي تتجاوز حدود درجة حرارة مقاومة زحف المواد بليد. ومع ذلك، يجب أن تمتثل التكوينات لقنوات التبريد الداخلية الشخصية بليد. على وجه الخصوص، يدور المبرد داخل ال [روتور. مع مثل هذه الظروف الحرارية القاسية ل [روتور تشغيل توربينات الغاز، نظام تبريد بليد فعال أمر حاسم لضمان سلامة البنية. وهكذا، خصائص نقل الحرارة المحلية لقناة الدورية الهامة للاستخدام الكفء لتدفق سائل التبريد المحدودة المتاحة. الحصول على بيانات نقل الحرارة مفيدة قابلة للتطبيق في تصميم الممرات الداخلية المبرد في ظروف واقعية محرك من الأهمية بمكان عندما تم تطوير طريقة تجريبية لقياس خصائص نقل الحرارة محاكاة لتبريد المرور داخل [روتور توربينات الغاز.

التناوب بسرعة فوق 10000 لفة في الدقيقة يغير إلى حد كبير أداء قناة الدورية داخل [روتور توربينات غاز التبريد. تحديد شروط المحرك لقناة الدورية فيجوز استخدام قانون التشابه. بالتناوب، ويمكن كشف أبعاد المجموعات التي تتحكم بظواهر النقل داخل قناة إشعاعيا الدورية باشتقاق معادلات التدفق بالنسبة إلى إطار مرجعي لتناوب. استمدت موريس¹ معادلة التدفق بالنسبة إلى إطار مرجعي الدورية كالمحافظة على زخم:

(1)

في المعادلة (1)، وسرعة السائل المحلي،، v̄مع ناقل الموضع، يتأثر، r̄بالنسبة إلى إطار مرجعي بالتناوب في السرعة الزاوية، ω، تسارع كوريوليس من 2 (ω×v̄)، حيث قوة الطفو المركزي decoupled، β(تي–تي_المرجع) (ω×ω×r̄)، التدرج مدفوعة بيزو-مقياس الضغط، ، ولزوجة ديناميكية السوائل، ν. كثافة السائل المشار إليه، ρ_ref، يشار إلى درجة حرارة مرجعية معرفة مسبقاً السوائل تي_المرجع، ونموذجي لدرجة الحرارة المحلية السوائل السائبة للتجارب. إذا كان لا يكاد لا رجعة فيه تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة حرارية، يتم تقليل في معادلة حفظ الطاقة إلى:

(2)

الفصل الدراسي الأول من المعادلة (2) هو الحصول على علاج حراري محددة يجب أن تكون متصلة مباشرة إلى حرارة السوائل المحلية T، عن طريق الحرارة النوعية المستمرة، ج_ف. اضطراب كثافة السوائل الناجمة عن التفاوت في درجة حرارة السوائل في قناة الدورية ساخنة يوفر تأثيراً كبيرا على حركة السوائل عند أنها تقيم صلات مع المركزي تسارع في سرعة السوائل من المعادلة (1)، و تقترن حقول الحرارة في قناة محوريا الدورية. أيضا، كوريوليس والتسارع المركزي تختلف في نفس الوقت كما يتم ضبط سرعة التناوب. وهكذا، تقترن بطبيعة الحال آثار قوة كوريوليس وتناوب الطفو في مجالات سرعة السائل ودرجة الحرارة.

المعادلات (1) و (2) في النماذج هو الكشف عن معلمات التدفق التي تحكم الحراري الحرارة في قناة الدورية. مع تدفق حرارة أساسا موحدا المفروضة على قناة الدورية، درجة الحرارة المحلية السوائل السائبة، تي_ب، يزيد خطيا في اتجاه ستريمويسي، ق، من مستوى مدخل مرجع، تي_ref. درجة الحرارة المحلية السوائل السائبة يتحدد تي_ref + τs، حيث τ هو التدرج في درجة حرارة السوائل السائبة في اتجاه التدفق. استبدال معلمات هو التالي:

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

في المعادلات (1) و (2)، حيثما الخامس_يعني، N و d على التوالي الوقوف لتدفق متوسط من خلال السرعة وسرعة التناوب وقناة قطر الهيدروليكية، يتم اشتقاق المعادلات هو تدفق الطاقة والزخم ك المعادلات (8) و (9) على التوالي.

(8)

(9)

ومن الواضح أن η في المعادلة (9) دالة الطاقة المتجددةو عماني بو = βτdR²ريال عماني، الذي يشار إليه على التوالي أرقام رينولدز، والتناوب والطفو. رقم روسبي الذي يحدد النسبة بين القصور الذاتي وقوى كوريوليس يساوي عدد تناوب معكوس في المعادلة (8).

عندما يتم حساب T_ب T_ref + τs في قناة الدورية خاضعة لتدفق حرارة موحدة، يمكن تقييم قيمة τ بدلاً من ذلك فاء_و/(mC_pL) في أي Q _و، m و L هي طاقة التدفئة الحراري، ومعدل التدفق الجماعي المبرد وقناة الطول، على التوالي. وهكذا، درجة الحرارة دون أبعاد معظم السوائل المحلية، η_ب، يساوي s/د وهو درجة حرارة الجدار القناة، η_ث، غلة [(تي_دبليو-بتي )/Q_و] [mC_p] [ل/د] +s/د. مع معدل نقل الحرارة الحمل الحراري ويعرف Q_و/(تي_دبليو–تي_ب)، أن الفرق هو درجة حرارة الجدار للسوائل، η_ث–η_ب، للتحويل إلى الرقم نوسيلت المحلي عن طريق المعادلة (10) في أي ζ وظيفة الشكل هو تدفئة منطقة ومنطقة القناة المقطعية.

(10)

مع مجموعة من الهندسات المعرفة مسبقاً وشروط الحدود هيدرودينامية والحرارية، تعتبر هذه المجموعات هو السيطرة على عدد نوسيلت المحلية من قناة الدورية:

(11)

(12)

(13)

مع الاختبارات التجريبية، تعديل السرعة، N، بالتناوب ل متفاوتة ريال عماني لإنشاء نقل الحرارة في مختلف نقاط القوة من قوي كوريوليس حتما تغيير البيانات المركزي تسارع، ومن ثم، القوة النسبية تناوب الطفو. وعلاوة على ذلك، مجموعة من الحرارة نقل البيانات التي تم جمعها من قناة الدورية دائماً رهنا بدرجة محدودة من تأثير الطفو بالتناوب. الكشف عن الآثار الفردية لقوة كوريوليس والطفو على نقل الحرارة يتطلب أداء قناة الدورية فصل آثار رو و بو على خصائص نو عن طريق إجراء معالجة البيانات بعد ذلك هو شامل في الطريقة التجريبية الحالية.

يمكن أن تحدد شروط تدفق مشغل ومختبر لقناة الدورية داخل [روتور توربينات الغاز بنطاقات Re، Ro وبو. محرك نموذجية شروط التبريد التدفق من خلال [روتور توربينات الغاز، فضلا عن التشييد وتدشين مرفق الاختبار الدورية التي يسمح بالتجارب التي يتعين القيام بها القرب من الظروف الفعلية محرك وأبلغت موريس². استناداً إلى شروط محرك واقعية ملخصة بحسب موريس²، الرقم 1 بنيات ظروف التشغيل واقعية فيما يتعلق بنطاقات الطاقة المتجددةو عماني بو لقناة مبرد الدورية في [روتور توربينات الغاز. في الشكل 1، والإشارة إلى حالة أسوأ في محرك يشار إلى المحرك حالة تشغيل في الدوار سرعة أعلى وأعلى نسبة كثافة. في الشكل 1، تخرج بالحد الأدنى ومحرك أسوأ ظروف التشغيل على التوالي سرعات أدنى وأعلى محرك. أنه من الصعب للغاية قياس توزيع نو كامل الحقل قناة تتولى تشغيل بسرعة محرك حقيقي بين 5000 و 20000 لفة في الدقيقة. ومع ذلك، استناداً إلى قانون التشابه، التجارب المختبرية على نطاق أجريت في انخفاض الدورية بسرعة ولكن مع عدة محاولات لتوفير تغطية كاملة للنطاقات Reو عماني بو المحرك الحقيقي. كطريقة تجريبية مبتكرة، اعتمد “المضيف ناسا” برنامج³^،⁴^،^،من⁵⁶ اختبارات الضغط العالي لزيادة كثافة السوائل في إعادة المعرفة مسبقاً في من أجل توسيع نطاق رو بتقليل سرعة السائل يعني. وفي هذا الصدد، هي المتعلقة بعلاقات محددة بين الطاقة المتجددةو عماني بو لغاز مثالية بالغاز ثابت، ص_ج، واللزوجة، μ، ك:

(14)

(15)

لإحضار الظروف المختبرية إلى المراسلات الاسمية مع ظروف محرك ينظر في الشكل 1، التناوب سرعة، N، المبرد الضغط، ف، قناة قطر الهيدروليكية، د، بالتناوب نصف قطرها، R، و الفرق في درجة الحرارة الجدار للسوائل، تي_دبليو–تي_ب، تحتاج إلى مراقبة لمطابقة النطاقات Reو عماني بو واقعية. ومن الواضح أن أحد النهج الأكثر فعالية لتوسيع نطاق رو زيادة قطر قناة الهيدروليكية، كما يتناسب مع مد² ريال عماني . كما اختبار نقل الحرارة المختبرية في واقعي ن صعب للغاية، ضغط المبرد، ف، أسهل من الناحية الفنية تثار لتوسيع نطاق رو ؛ حتى لو ريال عماني لا يتناسب مع ف. استناداً إلى هذه الخلفية النظرية، فلسفة التصميم الطريقة التجريبية الحالية زيادة ريال عماني عن طريق الضغط على القناة الاختبار الدورية باستخدام قطر الهيدروليكية قناة الأقصى المسموح به لتناسب تلاعب الدورية. بعد زيادة نطاق رو ، بو هو بناء على ذلك توسيع النطاق كما يتناسب مع رو² بو . في الشكل 1، هي أيضا شروط الاختبار المعملية المعتمدة لتوليد البيانات نقل الحرارة بالتناوب قنوات شملت³^،^،من⁴⁵^،^،من⁶⁷ ^, ⁸ ^, ⁹ ^, ¹⁰ ^, ¹¹ ^, ¹² ^, ¹³ ^, ¹⁴ ^, ¹⁵ ^, ¹⁶ ^, ¹⁷ ^, ¹⁸ ^, ¹⁹ ^, ²⁰ ^, ²¹ ^, ²² ^, ²³ ^, ²⁴ ^, ²⁵ ^, ²⁶ ^, ²⁷ ^, ²⁸ ^, ²⁹-كما هو مبين في الشكل 1، تغطية ظروف واقعية محرك بيانات نقل الحرارة المتاحة لا تزال محدودة، خاصة بالنسبة لمجموعة بو المطلوبة. الفتح ورموز الصلبة الملونة هو مبين في الشكل 1 هي تجارب نقل الحرارة مدببة وكامل الحقل، على التوالي. كما جمعت في الشكل 1، معظم الحرارة نقل البيانات مع تطبيقات التبريد بتوربينات الغاز الدوار ريش¹^،²^،³^،^،من⁴⁵^، ⁶ ^, ⁷ ^, ⁸ ^, ⁹ ^, ¹⁰ ^, ¹¹ ^, ¹² ^, ¹³ ^, ¹⁴ ^, ¹⁵ ^, ¹⁶ ^, ¹⁷ ^, ¹⁸ ^, ²⁰ ^, ²¹ ^, ²² ^, ²³ ^, ²⁴ ^, ²⁵ ^, ²⁶ نقطة القياسات باستخدام الأسلوب الحرارية. آثار الجدار التوصيل على قياس الجدار موصلة الحرارة التمويه، ودرجات الحرارة في السوائل ذات جدران واجهات تقوض نوعية الحرارة نقل البيانات المحولة من القياسات الحرارية. أيضا، أن الحرارة نقل القياسات¹^،²^،³^،⁴^،⁵^،^،من⁶⁷^، ⁸^،⁹^،¹⁰^،¹¹^،^،من¹²¹³^،^،من¹⁴¹⁵ ^, ¹⁶ ^, ¹⁷ ^, ¹⁸ ^, ²⁰ ^, ²¹ ^, ²² ^, ²³ ^, ²⁴ ^, ²⁵ ^, ²⁶ باستخدام الأسلوب الحرارية لا يمكن الكشف عن التغيرات نقل الحرارة ثنائي الأبعاد على سطح الدورية. مع هذا الأسلوب التجريبي²⁹^،³⁰^،³¹^،³²، جائز الكشف عن كامل الحقل نوسيلت رقم التوزيعات عبر الجدار قناة الدورية. تقليل تأثير التوصيل الجدار باستخدام 0.1 مم سميكة رقائق الفولاذ المقاوم للصدأ مع أرقام بيو >> 1 لتوليد طاقة التدفئة بواسطة الأسلوب التجريبي الحالي يسمح التوصيل الحرارة أحادي الأبعاد من إحباط تدفئة لتدفق سائل التبريد. على وجه الخصوص، الحصول على الحرارة كامل-حقل نقل البيانات التي تنطوي على آثار رو و بو لا يجوز استخدام تقنية الكريستال السائل عابرة والطريقة الحرارية. مع الحالي الكريستال السائل في حالة مستقرة الحراري وأسلوب¹⁹، تعطيل نطاق درجة الحرارة قابلة للكشف من 35-55 درجة مئوية توليد الحرارة نقل البيانات مع نسب كثافة واقعية.

استخدام معلمات التدفق الحراري الحرارة في قناة تتولى الإدارة لإثبات أن التغطية الكاملة لظروف واقعية محرك ينظر في الشكل 1 ، لم يتحقق بعد، لذلك الحاجة إلى اكتساب الحرارة كامل-حقل نقل البيانات في وتم حث ظروف واقعية المحرك بشكل مستمر. الأسلوب التجريبي الحالي يتيح توليد نقل الحرارة الميداني الكامل مع قوة كوريوليس والطفو بالتناوب آثار الكشف عن. البروتوكولات تهدف إلى مساعدة المحققين لوضع استراتيجية تجريبية ذات صلة بقياس نقل واقعية كاملة-ميدان الحرارة قناة الدورية. جنبا إلى جنب مع أسلوب تحليل بارامتريه فريدة للطريقة التجريبية الحالية، يسمح بتوليد الحرارة نقل الارتباط لتقييم آثار رو و بو المعزولة والمترابطة على نو .

المادة يوضح طريقة تجريبية تهدف إلى توليد الحرارة ثنائي الأبعاد نقل البيانات من قناة الدورية مع تدفق ظروف مماثلة لظروف محرك توربين الغاز واقعية ولكن يعمل بسرعات الدورية أقل بكثير في المختبرات. الطريقة التي وضعت لتحديد سرعة التناوب وقطر قناة اختبار هيدروليكية والمجموعة من الاختلافات في درجة الحرارة الجدار إلى سائل للحصول على نقل الحرارة هو توضيح البيانات في ظروف واقعية محرك في المقدمة. اختبارات المعايرة فقدان الحرارة اختبارات المعايرة للنظام الحراري والأشعة تحت الحمراء، وتظهر عملية تلاعب اختبار نقل الحرارة الدورية. العوامل التي تسبب عدم اليقين كبيرة للحرارة تحويل القياسات وإجراءات فصل كوريوليس-القوة وآثار الطفو على خصائص نقل الحرارة من قناة الدورية موصوفة في المادة مع انتقائية النتائج لإثبات هذا الأسلوب التجريبي.

Protocol

ملاحظة: تفاصيل تناوب مرافق الاختبار والحصول على البيانات، وتجهيز البيانات ونقل الحرارة اختبار الوحدة النمطية محاكاة قناة تبريد داخلية [روتور توربينات الغاز في أعمالنا السابقة يعمل29،30،31 ،32. 1-إعداد اختب?…

Representative Results

تتم مقارنة ظروف التشغيل واقعية للتدفقات الداخلية المبرد داخل شفرة توربينات الغاز تناوب فيما يتعلق الطاقة المتجددةو عماني بو مع الظروف المختبرية تمت مضاهاتها في الشكل 1. وتقع نقاط البيانات في ظروف واقعية المحرك باستخدام الأسلوب التجريبي هذا تلخيص في البروت…

Discussion

بينما يتم الكشف عن درجات الحرارة اندوال من قناة الدورية من خلال نظام الحراري والأشعة تحت حمراء، يتم قياس درجات حرارة السوائل بواسطة المزدوجات الحرارية. كما يدفع المجال المغناطيسي بديلة لموتور التيار المتردد الذي يدفع إلى تلاعب الدورية القدرة الكهربائية للتدخل في القياسات الحرارية، يجب …

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

الأعمال البحثية الحالية كان ماليا من وزارة العلوم والتكنولوجيا في تايوان تحت رعاية منح مجلس الأمن القومي 94-2611-ه-022-001، مجلس الأمن القومي 95-2221-ه-022-018، مجلس الأمن القومي 96-2221-ه-022-015MY3 والأمن القومي 97-2221-E-022-013-MY3.

Materials

Rotating test rig	In-house made		Design by this research group
Heat transfer test module	In-house made		Design by this research group
Mass flow meter	Eldride Product, Inc.	3100301-01-01 359-1007
Infrared thermography system	NEC P384A-8	3100401-04 3127A-4
Instrumentation slip ring	Michigan Scientific SR36M	3100506-62 3553-372

References

Morris, W. D. . Heat transfer and fluid flow in rotating coolant channels. , ISBN 0471101214 (1981).
Morris, W. D. A rotating facility to study heat transfer in the cooling passage of turbine rotor blades. Journal of Power and Energy. 210 (1), 55-63 (1996).
Wagner, J. H., Johnson, B. V., Graziani, R. A., Yeh, F. C. Heat transfer in rotating passages with smooth walls and radially outward flow. ASME Journal of Turbomachinery. 113 (1), 42-51 (1991).
Wagner, J. H., Johnson, B. V., Kopper, F. C. Heat transfer in rotating serpentine passages with smooth walls. ASME Journal of Turbomachinery. 113 (3), 321-330 (1991).
Wagner, J. H., Johnson, B. V., Steuber, G. D., Yeh, F. C. Heat transfer in rotating serpentine passages with trips normal to the flow. ASME Journal of Turbomachinery. 114 (4), 847-857 (1992).
Johnson, B. V., Wagner, J. H., Steuber, G. D., Yeh, F. C. Heat transfer in rotating serpentine passages with selected model orientations for smooth or skewed trip walls. ASME Journal of Turbomachinery. 116 (4), 738-744 (1992).
Hwang, G. J., Tzeng, S. C., Mao, C. P., Soong, C. Y. Heat transfer in a radially rotating four-pass serpentine channel with staggered half-v rib turbulators. ASME Journal of Heat Transfer. 123 (1), 39-50 (2001).
Azad, G. S., Uddin, M. J., Han, J. C., Moon, H. K., Glezer, B. Heat transfer in a two-pass rectangular rotating channel with 45-deg angled rib turbulators. ASME Journal of Turbomachinery. 124 (2), 251-259 (2002).
Griffith, T. S., Al-Hadhrami, L., Han, J. C. Heat transfer in rotating rectangular cooling channels (AR=4) with angled ribs. ASME Journal of Heat Transfer. 124 (4), 617-625 (2002).
Al-Hadhrami, L., Griffith, T. S., Han, J. C. Heat transfer in two-pass rotating rectangular channels (AR=2) with five different orientations of 45 deg V-shaped rib turbulators. ASME Journal of Heat Transfer. 125 (2), 232-242 (2003).
Chang, S. W., Liou, T. M., Hung, J. H., Yeh, W. H. Heat transfer in a radially rotating square-sectioned duct with two opposite walls roughened by 45 deg staggered ribs at high rotation numbers. ASME Journal of Heat Transfer. 129 (2), 188-199 (2007).
Zhou, F., Lagrone, J., Acharya, S. Internal cooling in 4:1 AR passages at high rotation numbers. ASME Journal of Heat Transfer. 129 (12), 1666-1675 (2007).
Liu, Y. H., Huh, M., Han, J. C., Chopra, S. Heat transfer in a two-pass rectangular channel (AR=1:4) under high rotation numbers. ASME Journal of Heat Transfer. 130 (8), (2008).
Chang, S. W., Liou, T. M., Chiou, S. F., Chang, S. F. Heat transfer in high-speed rotating trapezoidal duct with rib-roughened surfaces and air bleeds from the wall on the apical side. ASME Journal of Heat Transfer. 130 (6), (2008).
Wright, L. M., Liu, Y. H., Han, J. C., Chopra, S. Heat transfer in trailing edge, wedge-shaped cooling channels under high rotation numbers. ASME Journal of Heat Transfer. 130 (7), 1-11 (2008).
Liou, T. M., Chen, M. Y., Tsai, M. H. Fluid flow and heat transfer in a rotating two-pass square duct with in-line 90-deg ribs. ASME Journal of Turbomachinery. 124 (2), 260-268 (2002).
Chang, S. W., Liou, T. M., Yang, T. L., Hong, G. F. Heat transfer in radially rotating pin-fin channel at high rotation numbers. ASME Journal of Turbomachinery. 132 (2), (2010).
Rallabandi, A., Lei, J., Han, J. C., Azad, S., Lee, C. P. Heat transfer measurements in rotating blade-shape serpentine coolant passage with ribbed walls at high Reynolds numbers. ASME Journal of Turbomachinery. 136 (9), (2014).
Mayo, I., Arts, T., Ahmed, E. H., Parres, B. Two-dimensional heat transfer distribution of a rotating ribbed channel at different Reynolds numbers. ASME Journal of Turbomachinery. 137 (3), (2015).
Chang, S. W., Yang, T. L., Liou, T. M., Fang, H. G. Heat transfer in rotating scale-roughened trapezoidal duct at high rotation numbers. Applied Thermal Engineering. 29 (8), 1682-1693 (2009).
Liou, T. M., Chang, S. W., Chen, J. S., Yang, T. L., Lan, Y. A. Influence of channel aspect ratio on heat transfer in rotating rectangular ducts with skewed ribs at high rotation numbers. International Journal of Heat Mass Transfer. 52 (23), 5309-5322 (2009).
Huh, M., Liu, Y. H., Han, J. C. Effect of rib height on heat transfer in a two pass rectangular channel (AR = 1:4) with a sharp entrance at high rotation numbers. International Journal of Heat Mass Transfer. 52 (19), 4635-4649 (2009).
Xu, G., Li, Y., Deng, H. Effect of rib spacing on heat transfer and friction in a rotating two-pass square channel with asymmetrical 90-deg rib turbulators. Applied Thermal Engineering. 80 (5), 386-395 (2015).
Tao, Z., Yang, M., Deng, H., Li, H., Tian, S. Heat transfer study in a rotating ribbed two-pass channel with engine-similar cross section at high rotation number. Applied Thermal Engineering. 106 (5), 681-696 (2016).
Li, Y., Deng, H., Tao, Z., Xu, G., Chen, Y. Heat transfer characteristics in a rotating trailing edge internal cooling channel with two coolant inlets. International Journal of Heat Mass Transfer. 105 (2), 220-229 (2017).
Deng, H., Chen, Y., Tao, Z., Li, Y., Qiu, L. Heat transfer in a two-inlet rotating rectangular channel with side-wall fluid extraction. International Journal of Heat and Mass Transfer. 105 (2), 525-534 (2017).
You, R., Li, H., Tao, Z., Wei, K. Heat transfer investigation in a smooth rotating channel with thermography liquid crystal. ASME Turbo Expo. GT2016-56413, Turbomachinery Technical Conference and Exposition: Heat Transfer. 5 (B), V05BT16A006 1~10 (2016).
Morris, W. D., Chang, S. W. An experimental study of heat transfer in a simulated turbine blade cooling passage. International Journal of Heat Mass Transfer. 40 (15), 3703-3716 (1997).
Chang, S. W., Liou, T. -. M., Po, Y. Coriolis and rotating buoyancy effect on detailed heat transfer distributions in a two-pass square channel roughened by 45° ribs at high rotation numbers. International Journal of Heat Mass Transfer. 53 (7), 1349-1363 (2010).
Wang, W. J. . Heat transfer in rotating twin-pass trapezoidal-sectioned passage with two opposite walls roughened by 45 degree ribs. , (2006).
Chang, S. W., Wu, P. -. S., Chen, C. -. S., Weng, C. -. C., Jiang, Y. -. R., Shih, S. -. H. Thermal performance of radially rotating two-pass S-shaped zig-zag channel. International Journal of Heat and Mass Transfer. 115 (B), 1011-1031 (2017).
Chang, S. W., Lees, A. W., Liou, T. -. M., Hong, G. F. Heat transfer of a radially rotating furrowed channel with two opposite skewed sinusoidal wavy walls. International Journal of Thermal Sciences. 49 (5), 769-785 (2010).
Chang, S. W., Liou, T. -. M., Lee, T. -. H. Heat transfer of a rotating rectangular channel with a diamond-shaped pin-fin array at high rotation numbers. Journal of Turbomachinery Transactions of the ASME. 135 (4), (2013).
Morris, W. D., Chang, S. W. Heat transfer in a radially rotating smooth-walled tube. The Aeronautical Journal. 102 (1015), 277-285 (1998).

Play Video

PDF

DOI

DOWNLOAD MATERIALS LIST

Citer Cet Article

Chang, S. W., Cai, W., Shen, H., Yu, K. Uncoupling Coriolis Force and Rotating Buoyancy Effects on Full-Field Heat Transfer Properties of a Rotating Channel. J. Vis. Exp. (140), e57630, doi:10.3791/57630 (2018).