Natural convection in a Hele-Shaw cell

• Published in: International journal of heat and mass transfer 1991-03, Vol.34 (3), p.703-709
• Main Authors: Vorontsov, S.S., Gorin, A.V., Nakoryakov, V.Ye, Khoruzhenko, A.G., Chupin, V.M.
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Convective and constrained heat transfer; Exact sciences and technology; Fundamental areas of phenomenology (including applications); Heat transfer; Physics
• ISSN: 0017-9310; 1879-2189
• DOI: 10.1016/0017-9310(91)90118-X

Theoretical and experimental analysis of natural convection heat transfer in the Hele-Shaw cell on narrow side walls is presented. Cases of constant wall temperature and uniform wall heat flux are studied. Temperature profiles in a thermal boundary layer on a heated side wall are measured by a scanning thermocouple. Thermograms of flow in the cell are obtained by means of an optomechanical IR imaging system. The results of theoretical and experimental studies are in good agreement. The theoretical model of natural convection heat transfer in a Hele-Shaw cell is shown to be in complete accordance with the model of natural convection heat transfer in a porous medium, with the complex h2/12 playing the role of permeability in the cell. On présente une analyse théorique et expérimentale de la convection thermique naturelle dans une cellule Hele-Shaw. On étudie des cas à température pariétale uniforme et à flux thermique uniforme. Les profils de température dans une couche limite thermique sur une paroi chauffée sont mesurés par un thermocouple. Des thermogrammes d'écoulement dans la cellule sont obtenus au moyen d'un systéme IR optomécanique. Les résultats des études théorique et expérimentale sont en bon accord. Le modèle de la convection naturelle thermique dans une cellule Hele-Shaw est en accord complet avec le modàle de la convection thermique naturelle dans un milieu poreux avec le complexe h2/12 jouant le rôle de la perméabilité dans la cellule. Der Wärmeübergang durch natürliche Konvektion zwischen den dicht beieinanderstehenden Seitenwänden der Hele/Shaw-Zelle wird theoretisch und experimentell untersucht. Als Randbedingungen werden konstante Temperatur und konstante Wärmestromdichte an der Wand aufgeprägt. Das Temperaturprofil in der thermischen Grenzschicht der beheizten Wand wird mit Hilfe eines verschiebbaren Thermoelements gemessen. Mit Hilfe eines optomechanischen IR-Darstellungssystems werden Thermogramme der Strömung in der Zelle ermittelt. Die Ergebnisse aus theoretischen und experimentellen Untersuchungen stimmen gut überein. Das theoretische Modell für den Wärmeübergang durch natürliche Konvektion in einer Hele/Shaw-Zelle zeigt vollständige Übereinstimmung mit dem Modell für Wärmeübertragung durch natürliche Konvektion in einem porösen Medium, wobei der Ausdruck h2/12 die Rolle der Permeabilität der Zelle spielt. ПpeдcTaвлeн TeopeTичecкий и экcпepимeнTaльный aнaлиз Teплooбмeнa в ucлoвияч ecTecTвeннoй кoнвeкции в ячeйкe Чил-шou нa uзкич Topц