Ориентационные эффекты конвекции в полости между частично нагретыми цилиндрами различной формы

Матвей Гончаров (Matwey M. Goncharov), Андрей Оглезнев (Andrew A. Ogleznev), Александр Николаевич Кондрашов (Alexander N. Kondrashov)

Аннотация


В статье описаны результаты численного моделирования стационарного конвективного течения несжимаемой жидкости в зазоре между двумя коаксиальными цилиндрами. Внутренний, имеющий треугольное сечение, нагревается частично. Внешний, имеющий круглое сечение, поддерживается при постоянной температуре. Показано, что при повороте нагревателя ось конвективного факела наклоняется. Это влияет на структуру течения и интенсивность теплообмена. Наибольший интегральный тепловой поток наблюдается, когда нагреватель находится сбоку, а наименьший – снизу. Аппроксимацией результатов получена зависимость числа Нуссельта от числа Рэлея и угла поворота.


Ключевые слова


естественная конвекция; частичный нагрев; коаксиальные цилиндры; стационарное течение

Полный текст:

PDF

Литература


Bergman T. L., Lavine A. S., Incropera F. P, De Witt D. P. Fundamentals of heat and mass transfer. New-York: Wiley, 2011, 733 p.

Sheikh H. F., Ahmad I., Wang Z., Ranka S. An overview and classification of thermal–aware scheduling techniques for multi–core processing systems. Sustainable Computing: Informatics and Systems, 2012, vol. 2, no. 3, pp. 151–169.

Nada S., Mowad M. Free convection from a vertical and inclined semicircular cylinder at different orientations. Alexandria Engineering Journal, 2003, vol. 42, no. 3, pp. 273–282.

Martyushev S. G., Sheremet M. A. Conjugate natural convection combined with surface thermal radiation in a three–dimensional enclosure with a heat source. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2014, vol. 73, pp. 340–353.

Gibanov N., Sheremet M. Unsteady natural convection in a cubical cavity with a triangular heat source. International Journal of Numerical Methods for Heat & Fluid Flow, 2017, vol. 27, no. 8, pp. 1795–1813.

Kondrashov A., Burkova E. Stationary convective regimes in a thin vertical layer under the local heating from below. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2018, vol. 118, pp. 58–65.

Gibanov N. S., Sheremet M. A. Natural convection in a cubical cavity with different heat source configurations. Thermal Science and Engineering Progress, 2018, vol. 7, pp. 138–145.

Garoosi F., Hoseininejad F., Rashidi M. M. Numerical study of natural convection heat transfer in a heat exchanger filled with nanofluids. Energy, 2016, vol. 109, pp. 664–678.

Yuan X., Tavakkoli F., Vafai K. Analysis of natural convection in horizontal concentric annuli of varying inner shape. Numerical Heat Transfer, Part A: Applications, 2015, vol. 68, no. 11, pp. 1155–1174.

Abdulkadhim A., Majdi H., Abed A. Characteristics of natural convection flow and heat transfer of parallelogramic enclosure with an inner circular cylinder using liquid nanofluids. Frontiers in Heat and Mass Transfer (FHMT), 2018, vol. 12.

Selimefendigil F. Natural convection in a trapezoidal cavity with an inner conductive object of different shapes and filled with nanofluids of different nanoparticle shapes. Iranian Journal of Science and Technology. Transactions of Mechanical Engineering, 2018, vol. 42, no. 2, pp. 169–184.

Yu Z.-T., Fan L.-W., Hu Y.-C., Cen K.-F. Prandtl number dependence of laminar natural convection heat transfer in a horizontal cylindrical enclosure with an inner coaxial triangular cylinder. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2010, vol. 53, no. 7–8, pp. 1333–1340.

Yu Zi-Tao, Xu X., Hu Y.-C., Fan L.-W., Cen K.-F. Transient natural convective heat transfer from a heated triangular cylinder to its air-filled coaxial cylindrical enclosure. International journal of Heat and Mass Transfer, 2010, vol. 53, no. 19–20, pp. 4296–4303.

Dogonchi A. S., Sheremet M. A., Pop I., Ganji D. D. MHD natural convection of Cu/H2O nanofluid in a horizontal semi-cylinder with a local triangular heater. International Journal of Numerical Methods for Heat & Fluid Flow, 2018, vol. 28, no. 12, pp. 2979–2996.

Haq R. U, Soomro F. A., Öztop H. F., Mekkaoui T. Thermal management of water–based carbon nanotubes enclosed in a partially heated triangular cavity with heated cylindrical obstacle. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2019, vol. 131, pp. 724–736.

Vijaybabu T. R., Dhinakaran S. MHD Natural convection around a permeable triangular cylinder inside a square enclosure filled with Al2O3−H2O nanofluid: An LBM study. International Journal of Mechanical Sciences, 2019, vol.153, pp. 500–516.

Degner B. W., Kalinowsky C. E., Kosoglow R. D., et al. Desktop electronic device: US Patent Application 20180246547.

Dutta A., Gupta A. K., Mishra G., Ghhabra R. P. Effect of fluid yield stress and of angle of tilt on natural convection from a square bar in a square annulus. Computers and Fluids, 2018, vol. 160, pp. 138–163.

Kuehn T. H., Goldstein R. J. A parametric study of Prandtl number and diameter ratio effects on natural convection heat transfer in horizontal cylindrical annuli. Journal of Heat Transfer, 1980, vol. 102, no. 4, pp. 768–770.

Cho C. H., Chang K. S., Park K. H. Numerical simulation of natural convection in concentric and eccentric horizontal cylindrical annuli. Journal of Heat transfer, 1982, vol. 104, no. 4, pp. 624–630.

Shadlaghani A., Farzaneh M., Shahabadi M., Tavakoli M. R., Safaei M. R. Numerical investigation of serrated fins on natural convection from concentric and eccentric annuli with different cross sections. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2019, vol. 135, no. 2, pp. 1429–1442.




DOI: http://dx.doi.org/10.17072/1994-3598-2019-2-16-23

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.


ISSN: 1994-3598

Адрес издателя и учредителя: ПГНИУ, ул. Букирева, д. 15, г. Пермь, 614990

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охраны культурного наследия. Свидетельство о регистрации средства массовой информации ПИ № ФС77-66788 от 08 августа 2016 г.

Журнал включен в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук (специальности: 01.02.05 - Механика жидкости, газа и плазмы; 01.04.07 - Физика конденсированного состояния).

Научное издание

© ФГБОУ ВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет», 2019

Лицензия Creative Commons Материалы журнала публикуются по лицензии Creative Commons - Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).