Measurement of heat transfer coefficients using thermosensitive liquid crystal

Abstract

Thermosensitive liquid crystal has been used to determine the two-dimensional variation of heat transfer from the endwall with its pin-fin banks. This method, however, runs up against two problems when it tries to measure the heat transfer coefficients quantitatively. Firstly, in order to obtain the quantitative temperature distribution, this method requires the color-to-temperature transformation of the liquid crystal. Secondly, it is necessary to consider the conductive heat release through the heated plate. This paper describes a method for measurement of heat transfer coefficients using a thermosensitive liquid crystal. In this study, a neural network is used to calibrate the color-to-temperature transformation in order to expand the range of temperature measurement. An example experiment to measure the heat transfer distribution on the surface with a single short pin-fin is also presented. The conductive heat release is evaluated by means of a three-dimensional equation of heat conduction.

ピン・フィンバンクが付いた端壁からの熱伝達の2次元変化を決定するために感熱液晶を使った。しかし、この方法による熱伝達係数の定量的測定には二つの問題があった。第一に、温度分布を定量的に求めるために、液晶の色から温度への変換が必要である。第二に、加熱板を通しての伝導熱放出を考慮する必要がある。本論文では感熱液晶を用いた熱伝達係数の測定法を述べた。本研究では温度測定範囲を広げるため、色-温度変換式を補正するのにニュートラル・フィルタを用いた。例として、1本の短いピン・フィンが付いた表面の熱伝達分布の測定実験を示した。3次元熱伝導方程式を解いて伝導熱放出を評価した。