Modelování geometrie konvekčních buněk při chladnutí kapaliny

Mgr. Damián Michálek

Bachelor's thesis

Modeling of convection-cells geometry in the cooling fluid

Abstract:

The aim of this bachelor thesis was modeling, observation and description of convective cells in cooling fluid with free surface. The subsequently incurred structures were documented, described and interpreted. The actual modeling was carried out in the modeling tank with proportions 30x25x25 cm. Convection currents were generated in the oil medium heated by water from below, convection was marked by graphite scales. During modeling, irregular convective cells with triangular, quadrilateral, pentagonal up to hexagonal profile appears. These cells could be divided into two systems, based on direction of convective flow (rising and falling), namely the falling and rising convective system. Both types of flow, falling and rising, made their own system of convective cells, which was inserted one in the other. The results of all experiments were documented by photographs, therefore they provide access to further investigation.

Abstract:

Cílem této bakalářské práce bylo namodelovat, pozorovat a popsat konvekční buňky při chladnutí kapaliny s volným povrchem. Následně vzniklé struktury byly zdokumentovány, popsány a interpretovány. Samotné modelování proběhlo v modelovací nádrži o rozměrech 30x25x25 cm. Konvekční proudy byly vytvářeny v olejovém médiu zespodu zahřívaném vodou, konvekce byla zobrazována grafitovými šupinami. Při pokusech byl pozorován vznik nepravidelných konvekčních buněk s trojúhelníkovým, čtyřúhelníkovým, pětiúhelníkovým až šestiúhelníkovým profilem. Tyto buňky bylo možno na základě charakteru konvekčního proudění (stoupajícího a klesajícího) rozdělit na dva systémy, a to na klesající a stoupající. Oba typy proudění, klesající i stoupající, tak vytvořily vlastní systém konvekčních buněk, které byly navzájem do sebe vloženy. Výsledky všech experimentů byly zaznamenávaný na fotografiích a tak zpřístupnění k dalšímu zkoumaní.

Keywords

konvekce, konvekční buňky, Rayleighovo číslo, convection, convection cells, Rayleigh number

Language used: Slovak

Date on which the thesis was submitted / produced: 5. 5. 2014

Thesis defence

• Date of defence: 10. 6. 2014
• Supervisor: doc. RNDr. Rostislav Melichar, Dr.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Geology / Geology