Heat can cool near-critical fluids
BEYSENS, Daniel
Physique et mécanique des milieux hétérogènes [PMMH]
Service des Basses Températures [SBT ]
ESEME : Équipe du Supercritique pour l'Environnement, les Matériaux et l'Espace : Équipe commune CEA-CNRS (2000-2014)
Physique et mécanique des milieux hétérogènes [PMMH]
Service des Basses Températures [SBT ]
ESEME : Équipe du Supercritique pour l'Environnement, les Matériaux et l'Espace : Équipe commune CEA-CNRS (2000-2014)
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)
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)
BEYSENS, Daniel
Physique et mécanique des milieux hétérogènes [PMMH]
Service des Basses Températures [SBT ]
ESEME : Équipe du Supercritique pour l'Environnement, les Matériaux et l'Espace : Équipe commune CEA-CNRS (2000-2014)
Physique et mécanique des milieux hétérogènes [PMMH]
Service des Basses Températures [SBT ]
ESEME : Équipe du Supercritique pour l'Environnement, les Matériaux et l'Espace : Équipe commune CEA-CNRS (2000-2014)
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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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)
Language
en
Article de revue
This item was published in
Physical Review E : Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics. 2011, vol. 84, n° 5, p. 051201
American Physical Society
English Abstract
We report experiments with very compressible fluids near the liquid-gas critical point. These experiments are performed (i) under microgravity in low Earth orbit by using SF<sub>6</sub> at liquidlike density and (ii) under ...Read more >
We report experiments with very compressible fluids near the liquid-gas critical point. These experiments are performed (i) under microgravity in low Earth orbit by using SF<sub>6</sub> at liquidlike density and (ii) under Earth's gravity with CO<sub>2</sub> at gaslike density. The sample fluid is filled in an interferometer cell with its walls maintained at constant temperature. In situ thermistors measure the local fluid temperature. One of the thermistors is also used as a heat source to generate heat pulses. With no gravity-induced fluid convection, the evolution of fluid temperature is governed by the balance of heat flux between the thermal boundary layer of the heat source, which compresses the bulk fluid, and the thermal boundary layer at the wall, which expands it. When heat pulses are applied to the fluid under weak or Earth's gravity, a long thermal transient is observed at the end of the heat pulse where the bulk fluid temperature reaches significantly below the initial temperature. This unconventional cooling originates from the fast decompression of the fluid, which is induced by the rapid convectively disappearing hot boundary layer at the heat source, and the persistence of an anomalously thin cold boundary layer convectively induced at the cell wall. This striking phenomenon is observed in a large range of temperature, density, and various thermodynamic conditions. This anomalous cooling effect persists for an appreciable period of time corresponding to the diffusive destruction of the cold boundary layer. We found that the effect is also more pronounced when the free fall acceleration is large. We have analyzed the result by using a simple one-dimensional model with ad hoc convective heat losses.Read less <
English Keywords
Fluids
Liquid-gas
Critical point
Origin
Hal imported