Thermoconvectional phenomena induced by vibration in supercritical SF6 under weightlessness
GARRABOS, Yves
Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux [ICMCB]
ESEME : Équipe du Supercritique pour l'Environnement, les Matériaux et l'Espace : Équipe commune CEA-CNRS (2000-2014)
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BEYSENS, Daniel
Service des Basses Températures [SBT ]
Physique et mécanique des milieux hétérogènes [PMMH]
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LECOUTRE-CHABOT, Carole
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GARRABOS, Yves
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LECOUTRE-CHABOT, Carole
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DEJOAN, Anne
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Langue
en
Article de revue
Ce document a été publié dans
Physical Review E : Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics. 2007, vol. 75, n° 5, p. 056317
American Physical Society
Résumé en anglais
The effect of a linear harmonic vibration on heat propagation is investigated in near-critical SF6 under weightlessness conditions in space. Heat was issued from a pointlike source (thermistor) a situation representative ...Lire la suite >
The effect of a linear harmonic vibration on heat propagation is investigated in near-critical SF6 under weightlessness conditions in space. Heat was issued from a pointlike source (thermistor) a situation representative of an industrial use of pressurized supercritical fluid storage. Two kinds of vibrations were used, large amplitude (64 mm) at 0.2 Hz and low amplitude (0.8 mm) at 1.6 Hz, with temperatures from 5 K to 20 mK from the critical temperature. The vibrations are seen to strongly affect the evolution and shape of the hot boundary layer (HBL), the heat exchange between the heat source and the fluid, and the bulk thermalization process by the adiabatic piston-effect process. The HBL is initially convected as symmetrical plumes over a distance that only depends on the vibration velocity and which corresponds to a Rayleigh-Bénard-like instability where the vibration acceleration acts as the earth gravity. Then the extremities of the plumes are convected perpendicularly to the direction of oscillation as two “pancakes,” a process encountered in the vibrational Rayleigh-Bénard instability. When the vibration velocity is small, only one pancake centered at the hot source is observed. Temperature evolutions of the hot source and the fluid are studied in different locations. Convection flows and adiabatic piston effect compete to determine the thermal dynamics, with the latter being the most efficient near the critical point. The experimental results are compared with a two-dimensional numerical simulation that highlights the similarities and differences between the very compressible van der Waals gas and an ideal gas.< Réduire
Mots clés en anglais
Critical fluids
Vibrations
Zero gravity experiments
Convection
Boundary layer instability
Origine
Importé de halUnités de recherche