Elementary convective cell in incompressible viscous fluid and its parameters
The energy principle of convective structures formation in a layer of viscous incompressible fluid uniformly heated from below is proposed. The energy principle of usage of elementary convective cell of cylindrical shape is proposed and justified. The mathematical model of thermal processes in eleme...
Збережено в:
| Дата: | 2016 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Journal of Mechanical Engineering
2016
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://journals.uran.ua/jme/article/view/78783 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Journal of Mechanical Engineering |
Репозитарії
Journal of Mechanical Engineering| id |
journalsuranuajme-article-78783 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| spelling |
journalsuranuajme-article-787832016-11-30T17:25:25Z Elementary convective cell in incompressible viscous fluid and its parameters Элементарная конвективная ячейка в слое несжимаемой, вязкой жидкости и её параметры Бозбей, Л. С. Костиков, А. О. Ткаченко, В. И. elementary convective cell-free border convective processes heat transfer temperature gradient элементарная конвективная ячейка свободные границы конвективные процессы теплоперенос температурный градиент УДК 536.25 Ключові слова елементарна конвективна комірка вільні межі конвективні процеси теплоперенесення температурний градієнт The energy principle of convective structures formation in a layer of viscous incompressible fluid uniformly heated from below is proposed. The energy principle of usage of elementary convective cell of cylindrical shape is proposed and justified. The mathematical model of thermal processes in elementary convective cell with free boundaries is suggested and analytical solutions for the perturbation of velocity and temperature are obtained. The radial wave numbers for the velocity perturbations and eigenvalues of the problem are determined. It is shown that the spectrum of eigenvaluesis discrete both on the mode of the perturbation and the radial wave number. The expression for the radius of an elementary convective cell is obtained. It shows that the radius value can take discrete quantities that correspond to stable convective states. It is shown that maximum heat transfer occurs at the smallest possible radius value. Experimental investigation of forming the convective cells was carried out. It confirmed the correctness of the theoretical results. Рассмотрен принцип формирования конвективных структур в слое вязкой, несжимаемой жидкости при равномерном подогреве снизу. Предложен и обоснован энергетический принцип использования элементарной конвективной ячейки цилиндрической формы. Приведена математическая модель теплофизических процессов в ячейке со свободными границами и получены аналитические решения для возмущений скорости и температуры. Определены радиальные волновые числа для возмущений скорости и собственные числа задачи. Показано, что спектр собственных чисел является дискретным и по моде возмущений, и по радиальному волновому числу. Получено выражение для радиуса элементарной конвективной ячейки, исходя из которого видно, что величина радиуса может принимать дискретные значения, которые соответствуют устойчивым конвективным состояниям. Показано, что максимальный теплоперенос происходит при наименьшем из возможных значений радиуса. Проведены экспериментальные исследования формирования конвективных ячеек, которые подтверждают правильность полученных теоретических результатов. Розглянуто принцип формування конвективних структур у шарі в'язкої, нестисливої рідини при рівномірному підігріві знизу. Запропоновано і реалізовано енергетичний принцип використання елементарної конвективної комірки циліндричної форми. Визначено її параметри, а також теплофізичні властивості. Проведено експериментальні дослідження теплофізичних властивостей елементарної конвективної комірки, а також виконано числову обробку даних. Journal of Mechanical Engineering Проблемы машиностроения Проблеми машинобудування 2016-09-30 Article Article application/pdf https://journals.uran.ua/jme/article/view/78783 Journal of Mechanical Engineering; Vol. 19 No. 3 (2016); 27-36 Проблемы машиностроения; Том 19 № 3 (2016); 27-36 Проблеми машинобудування; Том 19 № 3 (2016); 27-36 2709-2992 2709-2984 ru https://journals.uran.ua/jme/article/view/78783/74519 Copyright (c) 2016 Л. С. Бозбей, А. О. Костиков, В. И. Ткаченко https://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0 |
| institution |
Journal of Mechanical Engineering |
| collection |
OJS |
| language |
Russian |
| topic |
elementary convective cell-free border convective processes heat transfer temperature gradient элементарная конвективная ячейка свободные границы конвективные процессы теплоперенос температурный градиент УДК 536.25 Ключові слова елементарна конвективна комірка вільні межі конвективні процеси теплоперенесення температурний градієнт |
| spellingShingle |
elementary convective cell-free border convective processes heat transfer temperature gradient элементарная конвективная ячейка свободные границы конвективные процессы теплоперенос температурный градиент УДК 536.25 Ключові слова елементарна конвективна комірка вільні межі конвективні процеси теплоперенесення температурний градієнт Бозбей, Л. С. Костиков, А. О. Ткаченко, В. И. Elementary convective cell in incompressible viscous fluid and its parameters |
| topic_facet |
elementary convective cell-free border convective processes heat transfer temperature gradient элементарная конвективная ячейка свободные границы конвективные процессы теплоперенос температурный градиент УДК 536.25 Ключові слова елементарна конвективна комірка вільні межі конвективні процеси теплоперенесення температурний градієнт |
| format |
Article |
| author |
Бозбей, Л. С. Костиков, А. О. Ткаченко, В. И. |
| author_facet |
Бозбей, Л. С. Костиков, А. О. Ткаченко, В. И. |
| author_sort |
Бозбей, Л. С. |
| title |
Elementary convective cell in incompressible viscous fluid and its parameters |
| title_short |
Elementary convective cell in incompressible viscous fluid and its parameters |
| title_full |
Elementary convective cell in incompressible viscous fluid and its parameters |
| title_fullStr |
Elementary convective cell in incompressible viscous fluid and its parameters |
| title_full_unstemmed |
Elementary convective cell in incompressible viscous fluid and its parameters |
| title_sort |
elementary convective cell in incompressible viscous fluid and its parameters |
| title_alt |
Элементарная конвективная ячейка в слое несжимаемой, вязкой жидкости и её параметры |
| description |
The energy principle of convective structures formation in a layer of viscous incompressible fluid uniformly heated from below is proposed. The energy principle of usage of elementary convective cell of cylindrical shape is proposed and justified. The mathematical model of thermal processes in elementary convective cell with free boundaries is suggested and analytical solutions for the perturbation of velocity and temperature are obtained. The radial wave numbers for the velocity perturbations and eigenvalues of the problem are determined. It is shown that the spectrum of eigenvaluesis discrete both on the mode of the perturbation and the radial wave number. The expression for the radius of an elementary convective cell is obtained. It shows that the radius value can take discrete quantities that correspond to stable convective states. It is shown that maximum heat transfer occurs at the smallest possible radius value. Experimental investigation of forming the convective cells was carried out. It confirmed the correctness of the theoretical results. |
| publisher |
Journal of Mechanical Engineering |
| publishDate |
2016 |
| url |
https://journals.uran.ua/jme/article/view/78783 |
| work_keys_str_mv |
AT bozbejls elementaryconvectivecellinincompressibleviscousfluidanditsparameters AT kostikovao elementaryconvectivecellinincompressibleviscousfluidanditsparameters AT tkačenkovi elementaryconvectivecellinincompressibleviscousfluidanditsparameters AT bozbejls élementarnaâkonvektivnaââčejkavsloenesžimaemojvâzkojžidkostiieëparametry AT kostikovao élementarnaâkonvektivnaââčejkavsloenesžimaemojvâzkojžidkostiieëparametry AT tkačenkovi élementarnaâkonvektivnaââčejkavsloenesžimaemojvâzkojžidkostiieëparametry |
| first_indexed |
2024-06-01T14:43:34Z |
| last_indexed |
2024-06-01T14:43:34Z |
| _version_ |
1800670297415745536 |