Rev. Phys. Appl. (Paris) 12, 1849-1854 (1977)
DOI: 10.1051/rphysap:0197700120120184900

The role of convection in the transient hot wire method

J. Pantaloni, E. Guyon, M. G. Velarde, R. Bailleux et G. Finiels

Laboratoire de Dynamique et Thermophysique des Fluides, (CNRS n° 72), Université de Provence, Centre de St Jérôme 13397 Marseille Cedex 4, France

Abstract
We study experimentally the transition between two heat transfer regimes in a liquid around a long vertical wire heated by a constant electric power q from an initial time t = 0. In the first regime (short times) the heat transfer along the horizontal is purely diffusive. The second regime appears after a characteristic time tc and can be related to a vertical component of the thermal gradient. This vertical gradient plays a destabilizing effect on the conductive boundary layer which develops during the first regime. The study of this transition indicates that tc can be defined by means of a Rayleigh number. A relation between the time tc, the power q and the properties of the fluid is given here.

Résumé
Nous étudions expérimentalement la transition entre deux régimes de transfert de chaleur dans un liquide autour d'un fil vertical dans lequel on dissipe une puissance électrique constante q à partir de l'instant initial t = 0. Dans un premier régime, le transfert de chaleur est purement diffusif dans la direction horizontale. Le second régime apparait à un temps caractéristique tc ; il correspond à l'apparition d'une composante verticale du gradient thermique. Ce gradient vertical joue un rôle destabilisant sur la couche limite thermique conductive qui se développait lors du 1er régime. L'étude de cette transition montre que tc peut être défini par un nombre de Rayleigh ; nous en déduisons une relation entre le temps critique tc, la puissance q et les caractéristiques du fluide.

PACS
4725Q - Convection and heat transfer.

Key words
convection in liquids -- convection -- transient hot wire method -- heat transfer regimes -- liquid -- conductive boundary layer -- Rayleigh number -- diffuse heat transfer -- thermal gradient