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Influencias Relativas de la Inercia y los Efectos Viscoelásticos Poliméricos en los Números de Nusselt dentro de Flujos de Couette en Rotación

Autores: Ligrani, Phil; Hietsch, Valerie; Su, Mengying

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Influencias Relativas de la Inercia y los Efectos Viscoelásticos Poliméricos en los Números de Nusselt dentro de Flujos de Couette en Rotación


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Investigaciones
Inestabilidades elásticas
Turbulencia elástica
Fenómenos inerciales
Datos del número de Nusselt
Fenómenos viscoelásticos poliméricos

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 2

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En investigaciones pasadas sobre inestabilidades elásticas y turbulencia elástica, casi no se ha prestado atención a los efectos e influencias de los fenómenos de inercia. En la presente investigación, se proporcionan datos del número de Nusselt para ilustrar las influencias relativas de la inercia y los fenómenos viscoelásticos poliméricos en un entorno de flujo de Couette rotatorio (RCF). Se proporcionan datos de mediciones experimentales de las características de transferencia de calor superficial local para diferentes alturas de paso de flujo, una posición radial y diferentes valores de velocidad de rotación del disco para concentraciones de polímero de poliacrilamida de 0 ppm, 100 ppm, 150 ppm y 300 ppm. Con este enfoque, se proporcionan datos para un amplio rango de valores de tasa de cizallamiento, números de Weissenberg y valores de diferencia de tensión normal. Los datos del número de Nusselt se proporcionan como dependientes de un nuevo parámetro P, igual a ReEI/Re0.22, que se colapsa en una única distribución sobre el rango de valores de P considerados, que varían de 0 a aproximadamente 182. Tales características indican que el parámetro P proporciona un medio apropiado para tener en cuenta simultáneamente las influencias relativas de la inercia y los efectos viscoelásticos poliméricos. El uso de tal dependencia de ley de potencia para Re adicionalmente da valores de P que están dominados por los valores de ReEI cuando el número de Weissenberg Wi es mayor que el valor de inicio de la transición de inestabilidad elástica. Las condiciones experimentales asociadas con este valor corresponden al cambio de dominación de inercia (con influencias de flotabilidad) a dominación viscoelástica polimérica, que ocurre para tasas de cizallamiento en la vecindad de 11 a 12 s-1. Para números de Weissenberg mayores que el valor de inicio, los números de Nusselt asociados con H = 5 mm son generalmente los valores más altos medidos, con magnitudes que aumentan constantemente. Los números de Nusselt asociados pueden llegar a ser tan altos como aproximadamente 3.0, mientras que los valores de tasa de cizallamiento cero (obtenidos con rotación cero) están en la vecindad de 1.0. A magnitudes de número de Weissenberg más bajas (por debajo del valor de inicio de la transición), los números de Nusselt cubren un amplio rango de valores a medida que se varían las condiciones experimentales y la configuración, como consecuencia de las complicadas y simultáneas influencias de la inercia, la flotabilidad y la presencia de polímeros diluidos.

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