稀薄大气中极细水平细丝的自由对流换热关联式
流体动力学
2020-11-20 v2
摘要
近年来火星和地球高层大气任务蓬勃发展，增加了对稀薄气体中传热问题的关注。在这些低压下，涉及特征长度与气体分子平均自由程同量级的小尺寸几何形状的传热问题带来了新的困难。在自由对流中这一问题尤为严重，因为气体速度与传热问题密切相关。我们使用直径为 和 的水平细丝在定制真空室中进行了实验，压力范围从 毫巴到环境压力，细丝与空气之间的温差最高达 K。实验数据涵盖从 到 的瑞利数，覆盖了从自由分子流到连续流态的宽广范围。特别是对于克努森数介于 0.1 和 10 之间的过渡区，实验数据显示自由对流换热不能仅表示为瑞利数的函数，还必须将克努森数的依赖关系引入关联式中。所给出的瑞利数低于 时的努塞尔数结果明显偏离文献中已有的关联式。本文提出了从过渡区到连续区水平细丝自由对流的新经验关联式。本工作为当前涉及极细丝且其与具有显著稀薄程度的周围环境相互作用的热工程问题提供了启示。
引用
@article{arxiv.2006.03709,
title = {A free convection heat transfer correlation for very thin horizontal wires in rarefied atmospheres},
author = {Lilian Peinado and Victor Muntean and Isabel Pérez-Grande},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.03709},
year = {2020}
}