Summary
In continuation of an earlier investigation, where the problem of heat transfer due to a sphere steadily rotating in an infinitely extending non-Newtonian fluid is discussed under various types of thermal boundary conditions, we presently reconsider this problem for the case in which the sphere is thermally insulated in some more details. The main attention is given to a situation where the secondary flow breaks down into two distinct zones and in which heat convection is strongly dominating over dissipation effects due to viscoelasticity. It is found that, for flow situations from beginning of separation up to complete reversal, the temperature distribution also undergoes marked changes. The chosen conditions correspond to those used in a recently reported experiment performed with polysiloxane. The theoretical and the observed results provide a fairly good qualitative agreement.
Zusammenfassung
Das in einer früheren Untersuchung behandelte Problem der Wärmeübertragung in einer unendlich ausgedehnten nicht-Newtonschen Flüssigkeit infolge der stationären Rotation einer Kugel bei verschiedenen thermischen Randbedingungen wird für den Fall der thermisch isolierten Kugel hier ausführlich diskutiert. In erster Linie werden Bedingungen betrachtet, bei denen die Sekundärströmung in zwei getrennte Zonen zerfällt und die Konvektion von erheblich stärkerem Einfluß ist als die Dissipationseffekte infolge Viskoelastizität. Man findet, daß die Änderung der Sekundärströmung vom Beginn der Trennung in zwei Zonen bis zur vollständigen Richtungsumkehr von einer ausgeprägten Änderung der Temperaturverteilung begleitet ist. Der hier untersuchte Fall entspricht genähert den Bedingungen eines vor kurzem beschriebenen Experiments, bei dem Silikonöl verwendet wurde. Die vorhergesagten Ergebnisse stimmen mit den beobachteten in qualitativer Hinsicht recht gut überein.
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References
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Bhatnagar, R.K. On heat transfer in a viscoelastic fluid flowing around a steadily rotating and thermally insulated sphere. Rheol Acta 9, 419–423 (1970). https://doi.org/10.1007/BF01975410
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