Numerical investigation of conjugate free convective heat transfer inside an enclosure with triangular heat generating source
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2018-4-52-59Keywords:
natural convection, surface radiation, laminar flow, triangular shape of energy source, finite difference methodAbstract
Numerical investigation of unsteady laminar conjugate natural convection in a square enclosure with a triangular heat generating source located in a center of bottom wall has been carried out. Vertical walls of the cavity were isothermal and they can be considered as heat removal system. The process of heat, mass and momentum transfer inside the enclosure has been described by the system of partial differential equations using the modified variables “stream function – vorticity”. The boundary-value problem has been solved by the finite difference method using the structured grid. The special focus has been given to analysis of evolution of streamlines and isotherms, which describe the behavior of hydrodynamics and heat transfer. Also the study of impact of the surface emissivity of heater walls and cavity walls has been performed. The features of unsteady thermal plume, distributions of both local and integral characteristics at different Ra numbers have been shown.References
Teimurazov A. S. Turbulent convective heat transfer in thin vertical fluid layers. Bulletin of Perm University. Physics, 2016, no. 1 (32), pp. 18–24 (In Russian). DOI: 10.17072/1994-3598-2016-1-18-24
Miroshnichenko I. V., Sheremet M. A., Oztop H. F. Abu-Hamdeh N. Natural convection of alumina-water nanofluid in an open cavity having multiple porous layers. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2018, vol. 125, pp. 648–657. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.04.108
Leporini M., Corvaro F., Marchetti B., Polonara F., Benucci M. Experimental and numerical investigation of natural convection in tilted square cavity filled with air. Experimental Thermal and Fluid Science, 2018, vol. 99, pp. 572–583. DOI: 10.1016/j.expthermflusci.2018.08.023
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). DOI: 10.17072/1994-3598-2017-1-19-25
Miroshnichenko I. V., Pakhomov M. A., Shere-met M. A. Numerical analysis of conjugate turbu-lent convective-radiative heat transfer in an enclo-sure with a glass wall. Bulletin of Perm University. Physics, 2018, no. 1 (39), pp. 17–25 (In Russian).
DOI: 10.17072/1994-3598-2018-1-17-25
Miroshnichenko I. V., Sheremet M. A. Radiation effect on conjugate turbulent natural convection in a cavity with a discrete heater. Applied Mathe-matics and Computation, 2018. vol. 321, pp. 358–371. DOI: 10.1016/j.amc.2017.11.010
Kuznetsov G. V., Sheremet M. A. Conjugate natural convection with radiation in an enclosure. International. Journal of Heat Mass Transfer, 2009, vol. 52, pp. 2215–2223. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2008.12.006
Singh D. K, Singh S. N. Conjugate free convection with surface radiation in open top cavity. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2015, vol. 89, pp. 444–453. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2015.05.038
Patil S., Sharma A. K., Velusamy K. Conjugate laminar natural convection and surface radiation in enclosures: Effects of protrusion shape and position. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2016, vol. 76, pp. 139–146. DOI: 10.1016/j.icheatmasstransfer.2016.05.006
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. DOI: 10.1016/j.tsep.2018.06.004
Kuznetsov G. V., Sheremet M. A. Chislennoe modelirovanie temperaturnih polej uzlov i blokov radioelektronnoi apparaturi i elektronnoi tehniki (Numerical simulation of temperature fields of units and blocks of radio-electronic equipment and electronic equipment). Microelectronics, 2009, vol. 38, pp. 344–352 (In Russian).
Martyushev S.G., Sheremet M.A. Numerical analysis of conjugate natural convection and surface radiation in an enclosure with local heat source. Computational Thermal Sciences, 2013, vol. 5, pp. 11–25. DOI: 10.1615/ComputThermalScien.2012006040
Aleshkova I. A., Sheremet M. A. Mathematical simulation of conjugate natural convection in a porous medium. Vestnik Udmurtskogo Universiteta Matematika. Mekhanika. Komputernie Nauki, vol. 2010, no. 2, pp. 49–56 (In Russian).
Siegel R., Howell J. R. Thermal radiation heat transfer. London: Taylor and Francis, 2002. 868 p.
Sparrow E.M, Cess R. D. Radiation heat transfer. Brooks Pub. Co., 1966, 322 p.
Downloads
Additional Files
Published
How to Cite
Issue
Section
License
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.
