Abstract
The present paper addresses the issue of mixed convection from a small heated sphere in cross-flow configuration. The sphere is suspended in an electrodynamic chamber (EDC), where it is heated by a focused laser beam up to several hundred degrees above room temperature. As a result, there is free convection from the sphere, with the Grashof number smaller than 0.01. Then, a horizontal forced flow is applied and gradually increased in a quasi-static manner. Horizontal flow velocities are in the range 0–0.1 m/s, providing very low particle Reynolds numbers, usually less than 0.5. The effects of the free convection on the drag force, and of the forced flow on the free convection, are assessed measuring continuously the horizontal and vertical forces experienced by the sphere. It is shown quantitatively how the forced flow suppresses the free convection. A similarity law is suggested for the behavior of horizontal and vertical forces at various particle temperatures.
چکیده
مقاله حاضر به موضوع همرفت ترکیبی از یک کره گرم شده کوچک در پیکربندی جریان عرضی می پردازد. این کره در یک اتاقک الکترودینامیکی (EDC) معلق می شود، که در آن توسط یک پرتوی لیزر متمرکز تا چندصد درجه بالای دمای اتاق گرم می شود. در نتیجه، همرفت آزاد از کره، با عدد گراشف کمتر از 0.01 وجود دارد. سپس، یک جریان واداشته افقی بکار می رود و تدریجا در یک روش شبه ایستا افزایش می یابد. سرعت های جریان افقی در محدوده 0-0.1 متر برثانیه می باشند، که عددهای رینولدز ذرهای بسیار پایین، معمولا کمتر از 0.5 را ارائه می دهند. اثرات همرفت آزاد روی نیروی کششی، و جریان واداشته روی همرفت آزاد با اندازه گیری پیوسته ی نیروهای افقی و عمودی آزمایش شده توسط کره ارزیابی می شوند. به طور کمی نشان داده شده است که چگونه جریان واداشته، همرفت آزاد را متوقف می کند. یک قانون مشابه برای رفتار نیروهای افقی و عمودی در دماهای ذره ای گوناگون پیشنهاد شده است.
1-مقدمه
انتقال گرما از، یا به، یک بدنه کروی شکل یا نزدیک کروی، یک مسئله اساسی دارای اهمیت عملی زیاد می باشد. آن در چنین کاربردهای صنعتی مهمی همانند تزریق سوخت و احتراق ذغال، بسترهای مایع کننده، خشک سازی، تکنولوژی های خاص و بسیاری دیگر که در آنها ذرات شامل شده اند رخ می دهد. بطور کلی، رژیم های آزاد-، واداشته- و ترکیبی-همرفت دراینجا مورد توجه قرار گرفته اند...