Труды 4-й РНКТ (2006). Том 3. Свободная конвекция. Тепломассообмен при химических превращениях

Терехов В.В., Терехов В.И.
Численное исследование термогравитационной конвекции при наличии теплообмена на боковых поверхностях и дне узкой вертикальной полости

Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия

Аннотация

В работе представлены результаты численного исследования структуры течения и теплообмена в высокой замкнутой прослойке при вариации теплоподвода к её дну. Вертикальные стенки были изотермическими, и перепад температур между ними был постоянным. Численно решались нестационарные уравнения Навье - Стокса в двумерной постановке для ламинарного режима течения. При малых числах Релея, когда превалирует кондуктивный теплоперенос, влияние подвода теплоты снизу приводит к изменению теплопередачи только в непосредственной окрестности дна. С ростом числа Релея и величины подводимой теплоты наблюдается дестабилизация течения, приводящая к сильной неравномерности плотности теплового потока по высоте стенки. При этом на горячей вертикальной стенке тепловой поток при определенных числах Релея и нагревах снизу может изменить знак на противоположный.

Заключение

Разработана физико-математическая модель свободноконвективного теплообмена в высоких прослойках с изотермическими стенками и нагревом нижней поверхности. Численные исследования показали, что в режиме теплопроводности дополнительный теплоподвод сказывается на течении и теплообмене только в непосредственной окрестности дна. В режиме многоячеистой конвекции нагрев дестабилизирует течение, что в итоге приводит к нестационарному течению в слое. Дополнительный теплоподвод интенсифицирует теплообмен, а на горячей вертикальной стенке при интенсивном подводе тепла направление теплового потока изменяется на противоположное — из полости в окружающую среду.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 04-02-16070-а).

Скачать/просмотреть текст доклада (в формате pdf)

Следующая страница: Ткаченко Г.В., Урюков Б.А. Модель турбулентной естественной конвекции около вертикальной стенки на основе гипотезы С.С. Кутателадзе.