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Turbulent Rayleigh-Benard convection in low Prandtl-number fluids

Horanyi, S.; Krebs, L.; Müller, U.

Abstract:
Turbulente Rayleigh-Bénard Konvektion in Flüssigkeiten mit niedrigen Prandtl-Zahlen
Eine Rayleigh-Bénard Konvektionsströmung in flüssigem Natrium wurde in zylindrischen Behältern mit einem Durchmesser- zu Höhenverhältnis zwischen 20 und 4.6 in einem Bereich der Rayleigh-Zahlen von 104 < Ra < 5·106 untersucht. Die Prandtl-Zahl betrug dabei 6.0 · 10-2 ± 0.1 · 10-3. Für kleine Rayleigh-Zahlen Ra<104 ist der Wärmefluß über die Schicht im wesentlichen durch Wärmeleitung bestimmt. Die Nusselt-Zahl liegt dann nahe bei dem Wert eins. Im Bereich der Rayleigh-Zahlen von 2·104 < Ra < 5·106 beschreibt eine Beziehung Nu=0.115 Ra0.25 die experimentellen Daten für den Wärmedurchgang zufriedenstellend. ... mehr

Abstract (englisch):
Turbulent Rayleigh-Bénard Convection in Low Prandtl-number Fluids
An experimental investigation of Rayleigh-Bénard convection in liquid sodium has been performed in cylindrical test cells with aspect ratios between 20 and 4.6 for a range of Rayleigh numbers 104 < Ra < 5·106. The Prandtl number is between 6.0 ·10-2 ± 0.1 · 10-3. For low Rayleigh number Ra<104 the dimensionless heat flux, Nu, is mainly conduction controlled and close to 1; a correlation Nu=0.115 Ra0.25 describes the observations adequately for 2·104 < Ra < 5·106. It is shown that the Nusselt numbers are smaller for sodium than for other fluids with larger Prandtl numbers such as mercury and helium. ... mehr


Volltext §
DOI: 10.5445/IR/270042853
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Angewandte Thermo- und Fluiddynamik (IATF)
Publikationstyp Forschungsbericht/Preprint
Publikationsjahr 1998
Sprache Englisch
Identifikator urn:nbn:de:swb:90-AAA2700428533
KITopen-ID: 270042853
Reportnummer: FZKA-6010
HGF-Programm 52.01.15 (Vor POF, LK 01)
Serie Wissenschaftliche Berichte. FZKA ; 6010
Externe Relationen Abstract/Volltext
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