Convective heat transport in two-phase superfluid/vapor ⁴He system

We have recently shown that under certain cryogenic conditions heat can flow from a colder but constantly heated body to a hotter but constantly cooled body. Specifically, we have provided experimental evidence that heat flows through normal liquid and gaseous phases of ⁴He from the constantly hea...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Published in:	Физика низких температур
Date:	2018
Main Authors:	Urban, P., Hanzelka, P., Vlček, I., Schmoranzer, D., Skrbek, L.
Format:	Article
Language:	English
Published:	Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України 2018
Subjects:	Актуальні проблеми квантових рідин та кристалів
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/176261
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Convective heat transport in two-phase superfluid/vapor ⁴He system / P. Urban, P. Hanzelka, I. Vlček, D. Schmoranzer, L. Skrbek // Физика низких температур. — 2018. — Т. 44, № 10. — С. 1278-1284. — Бібліогр.: 19 назв. — англ.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-176261
record_format	dspace
spelling	Urban, P. Hanzelka, P. Vlček, I. Schmoranzer, D. Skrbek, L. 2021-02-04T07:55:44Z 2021-02-04T07:55:44Z 2018 Convective heat transport in two-phase superfluid/vapor ⁴He system / P. Urban, P. Hanzelka, I. Vlček, D. Schmoranzer, L. Skrbek // Физика низких температур. — 2018. — Т. 44, № 10. — С. 1278-1284. — Бібліогр.: 19 назв. — англ. 0132-6414 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/176261 We have recently shown that under certain cryogenic conditions heat can flow from a colder but constantly heated body to a hotter but constantly cooled body. Specifically, we have provided experimental evidence that heat flows through normal liquid and gaseous phases of ⁴He from the constantly heated, but cooler, bottom plate of a Rayleigh–Bénard convection cell to its hotter, but constantly cooled, top plate. Here we report results of a modified experiment, where the bottom normal liquid helium layer is replaced by superfluid ⁴He, providing, together with a superfluid film covering the entire cell interior, an effective thermal short-circuit. Applied heat input of order 1 W to the bottom plate results in simultaneous heating of the entire cell: this physical process can be viewed, at least approximately, as a series of subsequent equilibrium states, until upon reaching the superfluid transition the non-equilibrium processes described in our previous study [Proc. Nat. Acad. Sci. USA 110, 8036 (2013)] are fully recovered. Нещодавно ми показали, що при певних кріогенних умовах тепло може надходити від тіла, яке є більш холодним, але постійно нагрівається, до тіла, яке є більш теплим, але постійно охолоджується. Зокрема, ми представили експериментальні дані, які свідчать про те, що тепло через нормальну рідку та газоподібну фази ⁴He передається від більш холодної нижньої пластини комірки Релея–Бенара, яка постійно нагрівається, до більш гарячої верхньої пластині цієї комірки, яка постійно охолоджується. Наведено результати модифікованого експерименту, в якому шар рідкого гелію замінюється надплинним ⁴He, що забезпечує, разом з надплинною поверхнею, що покриває всю внутрішню поверхню комірки, теплове коротке замикання. Прикладений тепловий потік близько 1 Вт на нижню пластину призводить до одночасного нагріву всієї комірки. Цей фізичний процес можна розглядати, принаймні приблизно, як ряд послідовних рівноважних станів, аж до досягнення надплинного переходу, нерівноважні процеси, які описані в нашому попередньому дослідженні [Proc. Nat. Acad. Sci. USA 110, 8036 (2013)], повністю відновлені. Недавно мы показали, что при определенных криогенных условиях тепло может поступать от более холодного, но постоянно нагреваемого тела, к более горячему, но постоянно охлаждаемому телу. В частности, мы представили экспериментальные данные, свидетельствующие о том, что тепло через нормальную жидкую и газообразную фазы ⁴He передается из постоянно нагреваемой, но более холодной нижней пластины конвективной ячейки Рэлея–Бенара, к более горячей, но постоянно охлаждаемой верхней пластине этой ячейки. Приведены результаты модифицированного эксперимента, в котором нижний нормальный слой жидкого гелия заменяется сверхтекучим ⁴He, обеспечивая вместе со сверхтекучей поверхностью, покрывающей всю внутреннюю поверхность ячейки, тепловое короткое замыкание. Приложенный тепловой поток порядка 1 Вт на нижнюю пластину приводит к одновременному нагреву всей ячейки. Этот физический процесс можно рассматривать, по крайней мере приблизительно, как ряд последовательных равновесных состояний, вплоть до достижений сверхтекучего перехода, неравновесные процессы, описанные в нашем предыдущем исследовании [Proc. Nat. Acad. Sci. USA 110, 8036 (2013)], полностью восстановлены. The authors acknowledge technical help and fruitful discussions with M.J. Jackson, T. Králk, M. La Mantia, M. Macek, V. Musilová, K.R. Sreenivasan, A. Srnka and E. Varga. This research is funded by the Czech Science Foundation under project GAČR 17-03572S. IV acknowledges the support by MEYS CR project LO1212. LS thanks Eduard Rudavskii, whom he first met as a young graduate student during the 6th Low Temperature School organized for Czech and Slovak physicists in May 1980 in Stará Lesná, Slovakia, and enjoyed his outstanding lectures introducing the extraordinary properties of superfluid helium, for long-lasting friendship and support of fruitful collaboration in the field of superfluidity between our low temperature laboratories. The authors wish him many more healthy and productive years in the research field of low temperature physics, to which he and his group have contributed so much. en Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України Физика низких температур Актуальні проблеми квантових рідин та кристалів Convective heat transport in two-phase superfluid/vapor ⁴He system Конвективне перенесення тепла в двофазній системі надплинна рідина/пар ⁴He Конвективный перенос тепла в двухфазной системе сверхтекучая жидкость/пар ⁴He Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	Convective heat transport in two-phase superfluid/vapor ⁴He system
spellingShingle	Convective heat transport in two-phase superfluid/vapor ⁴He system Urban, P. Hanzelka, P. Vlček, I. Schmoranzer, D. Skrbek, L. Актуальні проблеми квантових рідин та кристалів
title_short	Convective heat transport in two-phase superfluid/vapor ⁴He system
title_full	Convective heat transport in two-phase superfluid/vapor ⁴He system
title_fullStr	Convective heat transport in two-phase superfluid/vapor ⁴He system
title_full_unstemmed	Convective heat transport in two-phase superfluid/vapor ⁴He system
title_sort	convective heat transport in two-phase superfluid/vapor ⁴he system
author	Urban, P. Hanzelka, P. Vlček, I. Schmoranzer, D. Skrbek, L.
author_facet	Urban, P. Hanzelka, P. Vlček, I. Schmoranzer, D. Skrbek, L.
topic	Актуальні проблеми квантових рідин та кристалів
topic_facet	Актуальні проблеми квантових рідин та кристалів
publishDate	2018
language	English
container_title	Физика низких температур
publisher	Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
format	Article
title_alt	Конвективне перенесення тепла в двофазній системі надплинна рідина/пар ⁴He Конвективный перенос тепла в двухфазной системе сверхтекучая жидкость/пар ⁴He
description	We have recently shown that under certain cryogenic conditions heat can flow from a colder but constantly heated body to a hotter but constantly cooled body. Specifically, we have provided experimental evidence that heat flows through normal liquid and gaseous phases of ⁴He from the constantly heated, but cooler, bottom plate of a Rayleigh–Bénard convection cell to its hotter, but constantly cooled, top plate. Here we report results of a modified experiment, where the bottom normal liquid helium layer is replaced by superfluid ⁴He, providing, together with a superfluid film covering the entire cell interior, an effective thermal short-circuit. Applied heat input of order 1 W to the bottom plate results in simultaneous heating of the entire cell: this physical process can be viewed, at least approximately, as a series of subsequent equilibrium states, until upon reaching the superfluid transition the non-equilibrium processes described in our previous study [Proc. Nat. Acad. Sci. USA 110, 8036 (2013)] are fully recovered. Нещодавно ми показали, що при певних кріогенних умовах тепло може надходити від тіла, яке є більш холодним, але постійно нагрівається, до тіла, яке є більш теплим, але постійно охолоджується. Зокрема, ми представили експериментальні дані, які свідчать про те, що тепло через нормальну рідку та газоподібну фази ⁴He передається від більш холодної нижньої пластини комірки Релея–Бенара, яка постійно нагрівається, до більш гарячої верхньої пластині цієї комірки, яка постійно охолоджується. Наведено результати модифікованого експерименту, в якому шар рідкого гелію замінюється надплинним ⁴He, що забезпечує, разом з надплинною поверхнею, що покриває всю внутрішню поверхню комірки, теплове коротке замикання. Прикладений тепловий потік близько 1 Вт на нижню пластину призводить до одночасного нагріву всієї комірки. Цей фізичний процес можна розглядати, принаймні приблизно, як ряд послідовних рівноважних станів, аж до досягнення надплинного переходу, нерівноважні процеси, які описані в нашому попередньому дослідженні [Proc. Nat. Acad. Sci. USA 110, 8036 (2013)], повністю відновлені. Недавно мы показали, что при определенных криогенных условиях тепло может поступать от более холодного, но постоянно нагреваемого тела, к более горячему, но постоянно охлаждаемому телу. В частности, мы представили экспериментальные данные, свидетельствующие о том, что тепло через нормальную жидкую и газообразную фазы ⁴He передается из постоянно нагреваемой, но более холодной нижней пластины конвективной ячейки Рэлея–Бенара, к более горячей, но постоянно охлаждаемой верхней пластине этой ячейки. Приведены результаты модифицированного эксперимента, в котором нижний нормальный слой жидкого гелия заменяется сверхтекучим ⁴He, обеспечивая вместе со сверхтекучей поверхностью, покрывающей всю внутреннюю поверхность ячейки, тепловое короткое замыкание. Приложенный тепловой поток порядка 1 Вт на нижнюю пластину приводит к одновременному нагреву всей ячейки. Этот физический процесс можно рассматривать, по крайней мере приблизительно, как ряд последовательных равновесных состояний, вплоть до достижений сверхтекучего перехода, неравновесные процессы, описанные в нашем предыдущем исследовании [Proc. Nat. Acad. Sci. USA 110, 8036 (2013)], полностью восстановлены.
issn	0132-6414
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/176261
citation_txt	Convective heat transport in two-phase superfluid/vapor ⁴He system / P. Urban, P. Hanzelka, I. Vlček, D. Schmoranzer, L. Skrbek // Физика низких температур. — 2018. — Т. 44, № 10. — С. 1278-1284. — Бібліогр.: 19 назв. — англ.
work_keys_str_mv	AT urbanp convectiveheattransportintwophasesuperfluidvapor4hesystem AT hanzelkap convectiveheattransportintwophasesuperfluidvapor4hesystem AT vlceki convectiveheattransportintwophasesuperfluidvapor4hesystem AT schmoranzerd convectiveheattransportintwophasesuperfluidvapor4hesystem AT skrbekl convectiveheattransportintwophasesuperfluidvapor4hesystem AT urbanp konvektivneperenesennâteplavdvofazníisistemínadplinnarídinapar4he AT hanzelkap konvektivneperenesennâteplavdvofazníisistemínadplinnarídinapar4he AT vlceki konvektivneperenesennâteplavdvofazníisistemínadplinnarídinapar4he AT schmoranzerd konvektivneperenesennâteplavdvofazníisistemínadplinnarídinapar4he AT skrbekl konvektivneperenesennâteplavdvofazníisistemínadplinnarídinapar4he AT urbanp konvektivnyiperenosteplavdvuhfaznoisistemesverhtekučaâžidkostʹpar4he AT hanzelkap konvektivnyiperenosteplavdvuhfaznoisistemesverhtekučaâžidkostʹpar4he AT vlceki konvektivnyiperenosteplavdvuhfaznoisistemesverhtekučaâžidkostʹpar4he AT schmoranzerd konvektivnyiperenosteplavdvuhfaznoisistemesverhtekučaâžidkostʹpar4he AT skrbekl konvektivnyiperenosteplavdvuhfaznoisistemesverhtekučaâžidkostʹpar4he
first_indexed	2025-12-01T15:31:35Z
last_indexed	2025-12-01T15:31:35Z
_version_	1850860576358531072

Convective heat transport in two-phase superfluid/vapor ⁴He system

Institution

Similar Items