Heat transfer characteristics of heat exchanger elements in acoustic standing waves
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Notice bibliographique
Résumé
Thermoacoustic refrigerators use sound waves and the associated interactions between oscillatory gas particles and solid structures to transfer heat and generate cooling power. Heat exchangers are used to move the extracted heat from the periodic oscillatory flows. Heat transfer predictions based on steady state correlations are inaccurate for heat exchangers immersed in oscillating flows. The effects of flow oscillation on heat transfer characteristics related to vortex formation are not fully understood. The objective of the present study was to synchronously measure the flow velocity and the temperature fields and characterize the heat transfer from simplified heat exchanger geometries immersed in oscillatory flows typical of thermoacoustic systems. Thermal and flow fields in the near field of three simplified heat exchanger geometries were visualized utilizing a synchronized PIV and PLIF technique. These configurations were investigated: 1) single cylinder, 2) tandem cylinders, and 3) finned tube. For the single cylinder case, cylinders with two different diameters were investigated independently. The results confirmed the reproducibility of the experimental data. For the tandem cylinders case, two different center-to-center distance to diameter ratios were chosen to investigate the effects of cylinder spacing and hydrodynamic interference. For the finned tube study, two longitudinal fins were attached to either side of a cylinder in order to better mimic the conditions of a real heat exchanger. The present work was the first systematic study to characterize heat transfer from simplified heat exchanger geometries subjected to oscillatory flow. Post processing of the visualization images allowed the determination of local time-dependent, spatially-averaged, and total heat transfer rates as a function of acoustic Reynolds number, Keulegan-Carpenter number and dimensionless frequency parameter. The intermittent, time-varying vortex shedding behaviour of the flow caused a strong time dependence and a naturally unsteady heat transfer character. It was found that the vortex generation mechanism and heat transfer rates from bluff bodies immersed in oscillatory flows are totally different from those in steady state flows.
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Prédiction distillée sur la base complète
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle