EFFECTS OF TRANSITION TO OSCILATORY THERMOCAPILLARY CONVECTION UNDER VARIOUS COLD WALL TEMPERATURES

Abstract

In this study, the transition from the steady to oscillatory thermocapillary convection flow of a rectangular container configuration under various cold wall temperatures effects have been investigated experimentally. Steady flow and temperature oscillations were observed under various conditions using 5 cSt silicone oil as a test fluid. The critical temperature differences were measured for various conditions and flow patterns were observed by a microscope system. The effect of heat transfer from the liquid free surface to surrounding air on the onset of the oscillations was investigated.

Keywords

• Thermocapillary convection, Marangoni convection, Steady and oscillatory convection, Temperature difference, Rectangular container

FARKLI SOĞUK DUVAR SICAKLIKLARININ OSİLASYONLU YÜZEY GERİLİM KONVEKSİYONA GEÇİŞE ETKİLERİ

Abstract

Bu çalışmada, dikdörtgen kap konfigürasyonu içerisindeki akışkanın farklı soğuk duvar sıcaklıkları altında kararlı yüzey gerilim konveksiyondan osilasyonlu yüzey gerilim konveksiyona geçişi deneysel olarak araştırılmıştır. Deney akışkanı olarak kinematik viskozitesi 5 cSt olan silikon yağı kullanılmış ve bu akışkanın farklı şartlar altında kararlı akış ve sıcaklık osilasyonları incelenmiştir. Farklı şartlar için kritik sıcaklık farkı ölçülmüş ve akış şekilleri mikroskop sistemi sayesinde gözlenmiştir. Akışkanın serbest yüzeyinden ortama olan ısı kaybının osilasyona başlama noktasına olan etkisi araştırılmıştır

Keywords

• Yüzey gerilim konveksiyon, Marangoni konveksiyon, Kararlı ve osilasyonlu konveksiyon, Sıcaklık farkı, Dikdörtgen kap

References

1. Chun C. H., Wuest W. (1979): “Experiments on Transition from Steady to Oscillatory Marangoni Convection of a Floating Zone Under Reduced Gravity Effect”, Acta Astronautica, 6, s. 1073-1082.
2. Kamotani Y., Lee J. H., Ostrach S., Pline A. (1992): “An Experimental Study of Oscillatory Thermocapillary Convection in Cylindrical Containers”, Physics of Fluids A, 4, s. 955- 962.
3. Kamotani Y., Ostrach S., Pline A. (1993): “A Thermocapillary Convection Experiments in Microgravity”, Heat Transfer in Microgravity (Avedesian, C.T., and Arpacı, V.A., eds) ASME, 289, s. 23-30.
4. Kamotani Y., Ostrach S., Pline A. (1994): “Analysis of Velocity Data Taken in Surface Tension Driven Convection Experiment in Microgravity”, Physics of Fluids, 6, 11, s. 3601-3609.
5. Kamotani Y. (1999): “Thermocapillary Flow Under Microgravity–Experimental Results”, Advanced Space Research, 24, 10, s. 1357-1366.
6. Kamotani Y., Wang L., Hatta S., Selver R., Yoda S. (2001a): “Effect of Free Surface Heat Transfer on Onset of Oscillatory Thermocapillary Flow of High Prandtl Number Fluid”, Journal of Japan Society of Microgravity Applications, 18, 4, s. 283-288.
7. Kamotani Y., Wang L., Hatta S., Selver R., Bhunia P. S., Yoda S. (2001b): “Effect of Old Wall Temperature on Onset of Oscillatory Thermocapillary Flow”, 39 th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, 8-11 January, Reno, NV.