ISSN:
1432-1181
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
,
Physics
Description / Table of Contents:
Zusammenfassung Es wurde eine numerische Untersuchung über den Wärmeverlust durch freie Konvektion mit Wasser in einem horizontalen Kreiszylinder mit konstant fallender Wandtemperatur angestellt. Die besondere Situation bei Wasser mit dem Dichtemaximum bei 4 °C wurde mit dimensionslosen Relationen formuliert, ausgehend von der linearen Beziehung zwischen dem Wärmeausdehnungskoeffizienten von Wasser und der Temperatur. Diese Näherung führt zu einer erschöpfenden Lösung in Termen einer nichtlinearen Rayleigh-Zahl. Die Verknüpfung zur üblichen Situation, in der die Hypothese der linearen Beziehung zwischen Dichte und Temperatur anwendbar ist, wird ebenso hergestellt. Im einzelnen wird gezeigt, daß die Ergebnisse des quasi-stationären Zustands, die durch die Normalsituation erreicht werden, zu Gleichgewichtskurven werden, in die das System mit steigender Differenz zwischen Begrenzungstemperatur und 4 °C einläuft. Eine vollständige numerische Lösung kann für den nichtlinearen Bereich der Rayleigh-Zahl von 0 bis 107 angegeben werden. Vorläufige numerische und experimentelle Ergebnisse am waagerechten Kreiszylinder werden diskutiert und umgerechnet auf die Terme der derzeitigen dimensionsbehafteten Näherung.
Notes:
Abstract A numerical study is made of the heat loss by natural convection of water within a horizontal circular cylinder with wall temperature decreasing at a constant rate. The particular situation of water with maximum density at 4 °C is formulated in dimensionless relations based on a linear relationship between the water thermal expansion coefficient and the temperature. Such an approach leads to an exhaustive solution in terms of a non linear Rayleigh number. The link is also established with the standard situation where the hypothesis of a linear relationship between density and temperature is applicable. In particular it is shown that the quasi steady state results obtained for a standard situation become equilibrium curves to which the system tends with increasing difference between the temperature of the boundary and 4 °C. A complete numerical solution is obtained for non linear Rayleigh numbers ranging between 0 and 107. Previous numerical and experimental results on the horizontal circular cylinder are also discussed and recast in terms of the present dimensional approach.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF01403754
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