Study of thermosolutal convection in moist air by holographic interferometry method
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2020-2-48-56Keywords:
convection, Rayleigh number, holographic interferometry, moist airAbstract
The results of a study of convection of moist air in conditions close to atmospheric are presented. Numerical estimates of dimensionless gas-dynamic parameters characteristic of the problem of convection of dry and moist air are presented and analyzed. Distinctive features of convection caused by a change in the concentration of water vapor as a result of its evaporation (condensation) are described. The effect of water vapor concentration on the convective stability of moist air is considered from the point of view of concentration convection, characterized by the concentration Rayleigh number. The technical characteristics of an experimental setup using the principle of holographic interferometry to study the thermoconcentration convection of moist air in the temperature range from 5 to 45 C are shown. The ability to distinguish convective heat and mass transfer in humid air under laboratory conditions is demonstrated.References
Lambaerts J., Lapeyre G., Zeitlin V. Moist versus dry barotropic instability in a shallow-water model of the atmosphere with moist convection. J. Atmos. Sci., 2011, vol. 68, no. 6, pp. 1234–1252.
Yano J., Geleyn J. F., Kohler M. et al. Basic concepts for convection parameterization in weather forecast and climate models. J. Atmos-phere, 2015, vol. 6, no. 1, pp. 88–147.
Chandrasekhar S. Hydrodynamic and hydromagnetic stability. Oxford: Clarendon Press, 1961. 652 p.
Martynenko O. G., Khramtsov P P. Free-convective heat transfer. Berlin: Springer, 2005. 518 p.
Ogura Y. A review of numerical modeling research on small-scale convection in the atmos-phere. Meteorol. Monogr., 1963, vol. 5, pp. 65–76.
Arakawa A., Jung J. H. Multiscale modeling of the moist-convective atmosphere – A review. Atmos. Res., 2011, vol. 102, no. 3, pp. 263–285.
Derbyshire S. H., Beau I., Bechtold P., et al. Sensitivity of moist convection to environmental humidity. Q. J. R. Meteorol. Soc., 2004, vol. 130, no. 604, pp. 3055–3079.
Shmerlin B. Y., Kalashnik M. V. Rayleigh convective instability in the presence of phase tran-sitions of water vapor. The formation of large-scale eddies and cloud structures. Physics–Uspekhi, 2013, vol. 56, pp. 473–485
Alekseev V. V., Gusev A. M. Free convection in geophysical processes. Soviet Physics–Uspekhi, 1983, vol. 26, pp. 906–922
Strutt R. J. (Lord Rayleigh). On convection currents in a horizontal layer of fluid, when the higher temperature is on the under side Philos. Mag. 1916. Vol. 32, P. 529–546.
Ginzburg E. I., Guliaev V. T., Zhalkovskaia L. V. Dynamic models of free atmosphere. Novosibirsk: Nauka, 1987, 290 p. (In Russian).
Vukalovich M. P. Thermodynamic properties of water and steam. М.: Freud Publishing House, 1973, 71 p.
Goff J. A., Gratch S. Low-pressure properties of water in the range –160 to 212 °F. Trans. Am. Soc. Heat. Vent. Eng. 1946. Vol.52, P. 95–122.
Hirschfelder J. O., Curtiss Ch. F., Bird R. B. Mo-lecular theory of gases and liquids. New-York: Wiley, 1954. 1219 p.
Wilke C. R., Lee C. J. Estimation of diffusion coefficients for gases and vapors. Ind. Eng. Chem. 1955. Vol. 47. N. 6. P. 1253–1257.
Bretschneider S. Properties of gases and liquids. Engineering methods of calculation. Mos-cow: Chemistry, 1966, 533 p. (In Russian).
GSSSD 125-88. Tables of standard reference data. Moist air. Thermophysical properties in the temperature range 5…95° C and at pressure 99325 Pa. Moscow: Stardartinform, 1991. 9 с.
Gershuni G.Z., Zhukhovitskii E.M. Convective stability of incompressible fluid. Jerusalem: Keter Publishing House, 1976. 330 p.
Hauf W., Grigull L. Optical methods in heat transfer. / In: Hartnett J. P., Irvine T. F. Jr. (Eds). Advances in Heat Transfer, 1970, vol. 6, pp. 133–366.
Ioffe B. Refractometric methods of chemistry. Leningrad: Khimia, 1983, 352 p. (In Russian).
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).
Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.
Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.
Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.
Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.
Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.
Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru
Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.
