Численный анализ турбулентных режимов сопряженного конвективно-радиационного теплопереноса в замкнутой области со стеклянной стенкой
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2018-1-17-25Аннотация
Проведено математическое моделирование нестационарной турбулентной термогравитационной конвекции и теплового поверхностного излучения в замкнутой полости с твердыми теплопроводными стенками конечной толщины при наличии источника энергии постоянной температуры. Процесс переноса импульса, массы и энергии описывался системой дифференциальных уравнений в переменных «функция тока – температура – завихренность». Краевая задача решена методом конечных разностей на неравномерной сетке. В качестве замыкающей модели турбулентности использовалась стандартная модель. Проанализировано влияние степени черноты ограждающих поверхностей и фактора нестационарности на режимы течения и теплоперенос. В результате проведенных исследований получены распределения как локальных (изолинии функции тока и температуры), так и интегральных (средние радиационное и конвективное числа Нуссельта) характеристик. Показано, что увеличение степени черноты ограждающих поверхностей проявляется в изменении структуры течения и интенсификации теплопереноса.Библиографические ссылки
Wu T., Lei C. On numerical modelling of conjugate turbulent natural convection and radiation in a differentially heated cavity. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2015, vol. 91, pp. 454–466. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2015.07.113.
Varapaev V. N., Golubev S. S. Comparison of the exact and approximate calculation boundary heat radiation in numerical solution of conjugate problem natural convection in window vertical slot. Vestnik MGSU, 2011, no. 8, pp. 129–136 (In Rus-sian).
Wang Y., Menga X., Yang X., Liua J. Influence of convection and radiation on the thermal environ-ment in an industrial building with buoyancy-driven natural ventilation. Energy and Buildings, 2014, vol. 75, pp. 394–401. DOI: 10.1016/j.enbuild.2014.02.031.
Astanina M. S., Sheremet M. A. Simulation of natural convection with variable viscosity in an enclosure with a local heat source. Bulletin of Perm University. Series: Physics, 2015, no. 3 (31), pp. 52–58 (In Russian).
Durgam S., Venkateshan S. P., Sundararajan T. Experimental and numerical investigations on optimal distribution of heat source array under natural and forced convection in a horizontal channel. International Journal of Thermal Sciences, 2017, Vol. 115, pp. 125–138. DOI: 10.1016/j.ijthermalsci.2017.01.017.
Mihajlenko S. A., Sheremet M. A. Simulation of convective heat transfer inside a rotating enclosure with a local heat source. Bulletin of Perm University. Physics, 2017, vol. 1 (35), pp. 19–25 (In Russian).
Gibanov N. S., Sheremet M. A. Effect of shape and sizes of a local heat source on convective heat transfer in a square cavity. Computer Research and Modeling, 2015, vol. 7, no 2, pp. 271–280 (In Russian).
Yang G., Wu J. Y. Effects of natural convection, wall thermal conduction, and thermal radiation on heat transfer uniformity at a heated plate located at the bottom of a three-dimensional rectangular enclosure. Numerical Heat Transfer, Part A: Appli-cations, 2016, vol. 69, pp. 589–606. DOI: 10.1080/10407782.2015.1090238.
Miroshnichenko I.V., Sheremet M.A. Turbulent natural convection heat transfer in rectangular en-closures using experimental and numerical ap-proaches: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2018, vol. 82, pp. 40–59. DOI: 10.1016/j.rser.2017.09.005.
Miroshnichenko I.V., Sheremet M.A. Turbulent natural convection combined with thermal surface radiation inside an inclined cavity having local heater. International Journal of Thermal Sciences, 2018, vol. 124, pp. 122–130. DOI: 10.1016/j.ijthermalsci.2017.09.023.
Ampofo F., Karayiannis T.G. Experimental benchmark data for turbulent natural convection in an air filled square cavity. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2003, vol. 46, pp. 3551–3572. DOI: 10.1016/S0017-9310(03)00147-9.
Siegel R., Howell J.R. Thermal radiation heat transfer. London: Taylor & Francis, 2002. 868 p.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
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.
