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An experimental investigation of natural convection flow on an inclined surface

1978; Elsevier BV; Volume: 21; Issue: 12 Linguagem: Inglês

10.1016/0017-9310(78)90004-2

1879-2189

H. Shaukatullah, B. Gebhart,

Plant Water Relations and Carbon Dynamics

A thermocouple and two hot-film anemometer probes in the form of an “inverted V” were used to investigate the boundary region flow formed over an inclined surface dissipating a uniform heat flux. Temperature and the longitudinal and transverse components of velocity were measured. A single longitudinal vortex system arises. It causes a spanwise variation of the temperature and velocity fields, which results in a spanwise variation of heat transfer. The spanwise mean-flow variation, or vortex system, arises first downstream for angles greater than 11°. Our local measurements permit detailed comparison with well-established disturbance mechanisms in vertical flows. Frequency filtering of periodic disturbances is again found. The beginning of transition is postulated in terms of disturbance magnitude. The location is found to depend on the distance from the leading edge, in addition to the Grashof number, in the same way as in vertical flows. Un thermocouple et deux sondes anémométriques à fil chaud en forme de V renversé sont utilisés pour explorer l'écoulement sur une surface inclinée dissipant un flux thermique uniforme. On mesure la température et les composantes longitudinale et transversale de vitesse. Il se forme un système de tourbillons longitudinaux. Cela occasionne une variation latérale des champs de température et de vitesse, et donc du transfert thermique. La variation latérale de l'écoulement moyen, ou du système de tourbillons, apparait pour des angles supérieurs à 11°. Des mesures locales permettent des comparaisons détaillées avec les mécanismes bien établis de perturbation dans les écoulements verticaux. On trouve encore le filtrage en fréquence de perturbations périodiques. Le début de la transition est postulé en termes d'amplitude de perturbation. La localisation est trouvée dépendre de la distance du bord d'attaque, en plus du nombre de Grashof, de la même façon que dans les écoulements verticaux. Ein Thermoelement und zwei Hitzdrahtanemometersonden in Form eines “umgekehrten V” wurden benutzt, um die Strömung im Grenzschichtbereich zu untersuchen, die sich über einer geneigten Oberfläche bei gleichförmiger Wärmestromdichte ausbildet. Temperatur, Längsund Querkomponmenten der Geschwindigkeit wurden gemessen. Ein einzelnes Wirbelsystem entsteht in Längsrichtung. Es verursacht eine abschnittsweise Variation des Temperatur- und Geschwindigkeitsfeldes wodurch sich eine abschnittsweise Variation der Wärmeübertragung ergibt. Die abschnittsweise Variation der mittleren Strömung oder des Wirbelsystems entsteht zuerst stromabwärts bei Winkeln gröβer als 11 Grad. Unsere örtlichen Messungen erlauben einen detaillierten Vergleich mit wohlbekannten Störungsmechanismen bei vertikalen Strömungen. Die Frequenzfilterung von periodischen Störungen wurde wieder beobachtet. Der Beginn des Übergangs wird als von der Gröβe der Störung abhängig vorausgesetzt. Es wird gefunden, daβ der Umschlagpunkt, änlich wie bei vertikalen Strömungen, auβer von der Grashof-Zahl auch vom Abstand von der Anströmkante abhängt. Для иccлeдoвaния тeчeния в пoгpaничнoм cлoe нa нaклoннoй paвнoмepнo нaгpeвaeмoй пoвepчнocти иcпoльзoвaлиcь тepмoпapa и двa плeнoчныч тepмoaнeмoмeтpa в видe пepeвepнyтoй бyквы 11°. Измepялиcь тeмпepaтypa, a тaкзe пpoдoльнaя и пoпepeчнaя кoмпoнeнты cкopocти. B экcпepимeнтe нaблюдaлocь oбpaзoвaниe eдинчнoй cиcтeмы пpoдoльныч вичpeй, кoтopaя вызывaлa измeнeниe пoлeй тeмпepaтypы и cкopocти пo шиpинe пoтoкa, чтo в cвoю oчepeдь пpивoдилo к измeнeнию тeплooтдaчи пo пoвepчнocти. Cиcтeмa вичpeй вoзникaлa внaчaлe в низнeй чacти плacтины, кoгдa yгoл eи нaклoнa пpeвышaл 11°. Лoкaльныe измepeния пoзвoлили пpoвecти дeтaльнoe coпocтaвлeниe c чopoшo paзpaбoтaнными мeчaнизмaми вoзникнoвeния вoзмyщeний пpи oбтeкaнии вepтикaльныч пoвepчнocтeй. Пoдтвepздeнa чacтoтнaя фильтpaция пepиoдичecкич вoзмyщeний. Oбнapyзeнo, чтo нaчaлo пepeчoднoгo peзимa cвзaнo c вeличинoй. вoзмyщeний. Кaк и пpи oбтeкaнии вepтикaльнo pacпoлoзeнныч пoвepчнocтeй мecтo вoзникнoвeния пepeчoдa зaвиcит oт чиcлa Гpacгoфa и paccтoяния oт пepeднeй кpoмки.