Peculiarities of convective flows and heat transport in cryogenic helium
Project goals
We propose dedicated experimental studies of peculiarities observed over years in flowing behaviour and heat transfer efficiency in thermally driven flows of all forms of cryogenic helium. As for classical thermally driven flows, we shall focus on puzzling behaviour of heat transfer efficiency in Rayleigh-Bénard convection (RBC) in the very high Rayleigh number regime (Ra > 1E12), in particular on claimed transitions to the ultimate or "Grenoble" RBC regimes, paying attention to experimental details and non Oberbeck-Boussinesq effects. In view of striking similarities between RBC in classical fluids and thermal counterflow of superfluid 4He, we propose to use spatially distributed sensitive thermometry and powerful method of second sound attenuation and study various aspects of counterflowing superfluid helium, especially the generation and propagation of this quantum flow in a long macroscopic channel. We argue that, in order to resolve existing peculiarities, these complementary classical and quantum flows ought to be investigated simultaneously.
Keywords
cryogenic heliumheat transferconvectionturbulencesuperfluidity
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 21 (SGA0201700001)
Main participants
Univerzita Karlova / Matematicko-fyzikální fakulta
Ústav přístrojové techniky AV ČR, v. v. i.Contest type
VS - Public tender
Contract ID
17-03572S
Alternative language
Project name in Czech
Zvláštnosti konvektivního proudění a přenosu tepla v kryogenním heliu
Annotation in Czech
Navrhujeme cílený experimentální výzkum dlouhodobě pozorovaných zvláštností v charakteru proudění a efektivity přenosu tepla v tepelně generovaných pruděních všech forem kryogenního helia. Co se týče klasických tepeně generovaných proudění, zaměříme se na záhady v efektivitě přenosu tepla Rayleighovou-Benárdovou konvekcí (RBK), obzvláště pak na tvrzení o objevu konečného (ultimativního) či Grenobleského režimu RBK v klasických tekutinách, s důrazem na experimentální detaily a na odchylky od Oberbeckova-Boussinesqova přiblížení. Ve světle pozoruhodně shodných rysů mezi RBK a tepelným protiproudem supratekuté a normální složky supratekutého helia, navrhujeme využití prostorově rozložených citlivých teploměrů a čidel mocné metody tlumení druhého zvuku zejména k vyšetření vzniku a šíření tohoto kvantového proudění dlouhým makroskopickým kanálem. Zdůrazňujeme, že k vyřešení existujících záhad je výhodné současné studium těchto komplementárních klasických a kvantových proudění.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
The project achieved original results and progress in the field of low-temperature physics, in particular resolving open questions in flow properties and heat transfer efficiency in flows of cryogenic helium. The results are contained in 11 papers and were presented at conferences. In the project, several students were actively involved and broad international collaboration pursued.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2017
Realization period - end
Dec 31, 2019
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 26, 2019
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP20-GA0-GA-U/02:1
Data delivery date
Jul 23, 2020
Finance
Total approved costs
9,158 thou. CZK
Public financial support
8,015 thou. CZK
Other public sources
1,134 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Recognised costs
9 158 CZK thou.
Public support
8 015 CZK thou.
0%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
BK - Liquid mechanics
Solution period
01. 01. 2017 - 31. 12. 2019