|
|
Cryogenic He experiment on Natural Turbulent Convection
Králík, Tomáš ; Urban, Pavel ; Musilová, Věra ; Hanzelka, Pavel ; Srnka, Aleš ; Repisky, Andrej
Cryogenic helium gas is a suitable fluid for study of natural turbulent convection at very high Rayleigh numbers. We present experimental method and new result on Reynolds and Péclet numbers characterizing large scale circulation (LSC) of fluid at Rayleigh numbers within the range from 1011 to 1015. Observation of LSC is based on measurement of local temperature fluctuations of convecting helium. For experiments we used a specially designed cylindrical cell of height L = 0.3 m and diameter D = 0.3 m with minimized parasitic effects on studied convection, previously published on CryoPrague 2006 [1].
|
|
| |
|
| |
|
| |
|
| |
|
|
Černé povrchy pro použití v kryotechnice
Králík, Tomáš ; Hanzelka, Pavel ; Musilová, Věra ; Srnka, Aleš
V oboru kryogeniky a aplikacích pro výzkum vesmíru je někdy nutné používat povrchy s vysokou absorpcí nebo emisí tepelného záření. Realizace dostatečně černého povrchu použitelného v nízkoteplotních aplikacích je mnohem obtížnější než vytvoření vysoce odrazivého povrchu. V příspěvku jsou prezentovány výsledky měření tepelně radiačních vlastností (emisivita a absorptivita) povrchů jako jsou epoxidové povlaky, nátěry a tenké vrstvy v rozsahu teplot 20 K až 300 K zdroje tepelného záření.
|
|
|
Návrh a testování kryostatu s experimentální celou pro turbulentní tepelnou konvekci
Urban, Pavel ; Hanzelka, Pavel ; Musilová, Věra ; Srnka, Aleš ; Skrbek, Ladislav
Navrhli jsme experimentální celu héliového kryostatu pro studium přirozené turbulentní konvekce při velmi vysokých Rayleigho číslech (1e6 < Ra < 2e15) s kryogenním 4He jako pracovním plynem. Hlavním cílem naší studie je vyřešení otázky přechodu do závěrečného Kraichnanova režimu v rozsahu dosažitelných Ra, protože podobné experimenty s kryogenním héliovým plynem v Chicagu, Grenoblu, Oregonu a v Terstu podaly kontroverzní vysvětlení. Skupina v Grenoblu pozorovala při svém experimentu Kraichnanův režim nad Ra = 1e11. Tento jev nebyl pozorován v ostatních laboratořích. Naše nově vyvinutá válcová konvekční cela s měnitelným poměrem stran G a s velmi tenkou stěnou z nerezové oceli je velmi vhodná k řešení tohoto problému stejně jako k řešení zůstávajícího sporu o závislosti Nu(Ra,Pr,G).
|
|
|
Návrh héliového kryostatu pro studium turbulentní tepelné konvekce při kryogenních teplotách
Srnka, Aleš ; Hanzelka, Pavel ; Musilová, Věra ; Urban, Pavel ; Skrbek, Ladislav
Prezentujeme návrh kryostatu s experimentální celou pro turbulentní tepelnou konvekci, používající velmi studený héliový plyn. Návrh je založen na našich dlouhodobých zkušenostech s návrhy kryostatů, obzvláště pak nízkoztrátových kryostatů pro NMR magnety. Uzávěr a dno konvekční cely je vyrobeno ze silných Cu desek. Válcová stěna z nerezové oceli se skládá ze tří částí; střední část je zaměnitelná a umožňuje změnu poměru stran cely. Dalším cílem návrhu je snížení parazitního tepelného toku z měděných desek přes válcovou stěnu cely do vnitřního objemu. Protože cela bude pracovat až do 3.5 baru, věnovali jsme značnou pozornost bezpečnosti kryostatu a simulovali jsme kritické situace, jako je např. náhlá ztráta vakua.
|
|
|
Fuzzy pressure controller for helium bath cryostats
Hanzelka, Pavel ; Jura, P.
Pressure stability of about 10 Pa/h is necessary for precise measurementsof the helium evaporation rate of the low loss cryostats. A pressure controller fulfilling this requirement was designed and tested. It consists ofan absolute pressure sensor, an electronic fuzzy controller and a proportional electromagnetic valve. Computer simulation of the system behaviour was used for the controller tuning. The minimization of the final deviationwas preferred to the reaction speed. The operational properties of the controller were verified at the tests of a helium dewar. The controller was utilised at the development of a small helium cryopump.
|
|
|
A new construction of rotor of helium expansion turbine
Dupák, Jan ; Hanzelka, Pavel ; Michalička, Petr ; Tuček, L. ; Ustohal, V.
The aim of our work was to develop a rotor of the expansion turbine designed for a helium liquefier that would enable operation in different modes and achieving of the desired effectiveness at same time. For meeting theserequirements the rotor should enable precise operation of the turbine in the range of 140 000 to 350 000 rqm at minimum heat flow to the low-temperature part of the turbine. Considering the low thermal conductivity and a high strength, the low-temperature part was made of VT3-1 titanium alloy. This contribution is focused mainly on problems of creation of mechanically strong and thermally resistant joint of this part of the rotor with the part working at room temperature.
|
host ::
RSS.