Cryogenic helium as a working fluid to study classical and quantum turbulence
Project goals
Cryogenic 4He offers three working fluids with unique, well-known and in situ tuneable properties for experimental studies of classical and quantum flows under controlled laboratory conditions. We propose experimental investigation of complementary, thermally and mechanically driven classical and quantum flows: classical high Rayleigh number turbulent convection in the cold helium gas in the vicinity of its critical point, byuoancy driven convective flow in a two-fluid gas-liquid (both normal He I and superfluid He II) system and their heat transfer efficiency, counterflow, pure superflow, forced pipe and grid co-flow of superfluid He II in the two-fluid temperature regime and boundary layer flows of helium gas, liquid He I and He II due to oscillating structures in the entire available temperature range accross the superfluid transition down to the zero temperature limit of pure superflow. Here we shall focus on instabilities of laminar (potential) flow, attempting to resolve the details of transition to quantum turbulence, such as the puzzle of two critical velocities.
Keywords
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 18 (SGA0201400001)
Main participants
Univerzita Karlova / Matematicko-fyzikální fakulta
Ústav přístrojové techniky AV ČR, v. v. i.Contest type
VS - Public tender
Contract ID
14-02005S
Alternative language
Project name in Czech
Kryogenní helium jako pracovní látka pro studium klasické a kvantové turbulence
Annotation in Czech
Kryogenní 4He nabízí tři pracovní tekutiny s unikátními, dobře známými a v průběhu experimentu laditelnými vlastnostmi pro experimentální studie klasických a kvantových proudění při stabilních laboratorních podmínkách. Navrhujeme experimentální výzkum vzájemně se doplňujících tepelně a mechanicky generovaných klasických a kvantových proudění: klasické turbulentní konvekce v oblasti vysokých Rayleighových čísel v chladném heliovém plynu v okolí kritického bodu a efektivity tepelného přenosu v dvoufázové konvekci systému plyn - kapalina (normální He I i supratekuté He II); protiproudu normální a supratekuté složky He II, jejího čistě supratekutého proudění, proudění supratekutého He II v kanále a mřížkové turbulence v teplotní oblasti dvousložkového chování He II a dále smykových oscilačních proudění heliového plynu, kapalných He I a He II v celém teplotním oboru přes supratekutý přechod až po čistě supratekuté proudění v limitě nulové teploty s cílem objasnění detailů přechodu ke kvantové turbulenci, jednímž z nich je záhada existence dvou kritických rychlostí.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
The project has an important scientific impact on international level. The investigators present the main results well in their final report. Training of students played an important part in particular in the lab of the co-investigator. The number of outputs is adequate, foreign co-authors and the level of conference participation demonstrate a sufficient quality of the results.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2014
Realization period - end
Dec 31, 2016
Project status
U - Finished project
Latest support payment
May 4, 2016
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP17-GA0-GA-U/03:1
Data delivery date
Jun 28, 2017
Finance
Total approved costs
7,339 thou. CZK
Public financial support
7,339 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
7 339 CZK thou.
Public support
7 339 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
BK - Liquid mechanics
Solution period
01. 01. 2014 - 31. 12. 2016