Aplikace interferometrie ve výzkumu přenosu tepla konvekcí z deskových otopných těles

Applying interferometry in researching convection heat transfer from panel radiators

článek v časopise - ostatní, Jost

en

This article is concerned with interferometric research into temperature fields and heat transfer via laminar natural convection of a reduced model of panel radiators with the help of a Mach-Zehnder interferometer. Heat transfer is determined by the temperature derivative at the surface of the radiator walls evaluated by means of an interferometrically measured temperature field. This article deals with problems involved in applying the results of the measurement to an actual radiator and problems in determining the temperature derivative at higher wall surface temperatures, necessary to simulate heat transfer in an actual radiator. High surface temperatures complicate the evaluation of interferograms. A method for evaluating the temperature derivative in the case of higher wall temperatures is worked out in the article, based upon measuring the thickness of thermal boundary layers. The interferograms acquired are evaluated by computer with the use of specially developed software. The outcome of the research consists in relationships for the calculation of Nusselt numbers across the face of the panel radiator as well as in the slots between walls of double or triple panel radiators and suggestions for the optimal configuration of panel radiators to ensure maximal heat output.

Článek pojednává o interferometrickém výzkumu přenosu tepla přirozenou konvekcí z modelů deskových otopných těles s cílem vyhodnotit lokální a střední hodnoty přestupu tepla. Obrazy interferogramů se při měřeních zaznamenávají přímo do počítače, kde s využitím vlastního vyhodnocovacího programu lze rychle a efektivně získat žádané hodnoty. Navržená metoda vyhodnocování přestupu tepla z teplotních gradientů a především z tlouštěk tepelných mezních vrstev posouvá hranice použitelnosti interferometrie i do oblasti výzkumu s většími teplotními gradienty. Výsledky měření ukázaly, že existuje jisté optimální uspořádání deskových otopných těles s maximálním tepelným výkonem. Získané poznatky lze použít pro návrh otopných nebo i chladicích ploch, a to včetně deskových či článkových otopných těles ústředního vytápění.

This article is concerned with interferometric research into temperature fields and heat transfer via laminar natural convection of a reduced model of panel radiators with the help of a Mach-Zehnder interferometer. Heat transfer is determined by the temperature derivative at the surface of the radiator walls evaluated by means of an interferometrically measured temperature field. This article deals with problems involved in applying the results of the measurement to an actual radiator and problems in determining the temperature derivative at higher wall surface temperatures, necessary to simulate heat transfer in an actual radiator. High surface temperatures complicate the evaluation of interferograms. A method for evaluating the temperature derivative in the case of higher wall temperatures is worked out in the article, based upon measuring the thickness of thermal boundary layers. The interferograms acquired are evaluated by computer with the use of specially developed software. The outcome of the research consists in relationships for the calculation of Nusselt numbers across the face of the panel radiator as well as in the slots between walls of double or triple panel radiators and suggestions for the optimal configuration of panel radiators to ensure maximal heat output.

Mach-Zehnder interferometer; Heating; Similarity theory; Interferogram evaluation; Optimal arrangement

2009

01.10.2009

Begell House Engineering

Redding, Connecticut, USA

1065-3090

Journal of flow visualization and image processing

16

2

159–181

23