Конвективная неустойчивость при нагреве снизу сверхтекучих растворов ³Не-⁴Не

Abstract

В интервале температур 100-500 мК проведены исследования конвективной тепловой неустойчивости сверхтекучих растворов ³Не-⁴Не с исходной концентрацией 9,8% ³Не при нагреве этих растворов снизу. Обнаружено, что при некоторых критических значениях мощности теплового потока в растворе изменяется характер теплопередачи, свидетельствующий о появлении конвективного теплопереноса. Критические температурные градиенты, связанные с возникновением конвекции, соответствуют числам Рэлея, превышающим на много порядков значения чисел Рэлея при нагреве растворов сверху. Полученные результаты проанализированы в рамках теории конвективной неустойчивости бинарных растворов.

The convective thermal instability of 3³Не-⁴Не superfluid mixtures on heating from below is studied in the temperature interval 100–500 mK in mixtures with an initial concentration of 9.8% ³Не . It is found that at certain critical values of the power of the heat flux in the mixture there is a change in character of the heat transfer, indicating the onset of convective heat transfer. The critical temperature gradients associated with the onset of convection correspond to Rayleigh numbers many orders of magnitude greater than the Rayleigh numbers in the heating of the mixtures from above. The results are analyzed in the framework of the theory of the convective instability of binary mixtures.

В iнтервалі температур 100-500 мК проведенo дослідження конвективної теплової нестійкості надплинних розчинів ³Не-⁴Нее з вихідною концентрацією 9,8% ³Не при нагріванні цих розчинів знизу. Виявлено, що при деяких критичних значеннях потужності теплового потоку в розчині змінюється характер теплопередачі, що свідчить про появу конвективного теплопереносу. Критичні температурні градієнти, що зв язані з виникненням конвекції, відповідають числам Релея, що перевищують на багато порядків значення чисел Релея при нагріванні розчинів зверху. Отримані результати проаналізовано в рамках теорії конвективної нестійкості бінарних розчинів.