Abstract
We consider a structure of laminar convective boundary layer near the heated interface between the homogeneous liquid and Brinkman porous medium is saturated with the same liquid. The interface is heated uniformly. It has the constant temperature. We get the self-similar form of the convection equations in the boundary layer approximation. Also, we assume the power-law dependence of the medium permeability on the longitudinal coordinate. The self-similar profiles of the velocity and temperature in the both media are calculated with the different values of the liquid parameters, heat intensity and porous media properties. The velocity maximum always places in the uniform liquid layer. The self-similar solutions for velocity and temperature have a weak dependence on the heating intensity and porous medium parameters. Therefore, the obtained solution can be considered as universal in the first approximation. The dependencies of flow velocity on the control parameters in characteristic points are obtained. They are maximum velocity position and the interface between media. The flow velocity is almost proportional to the interface temperature. The main control parameter is the Prandtl number. Its’ growth leads to the flow deceleration and viscous boundary layer expansion. Received 14.10.2016; accepted 10.11.2016
Highlights
Представлены результаты исследования структуры ламинарного конвективного пограничного слоя возле нагретой границы раздела однородной жидкости и пористой среды Бринкмана, насыщенной той же жидкостью
We consider a structure of laminar convective boundary layer near the heated interface between the homogeneous liquid and Brinkman porous medium is saturated with the same liquid
The self-similar profiles of the velocity and temperature in the both media are calculated with the different values of the liquid parameters, heat intensity and porous media properties
Summary
Задачи о взаимодействии смежных потоков жидкости имеют широкий спектр приложений. В частности, они могут быть применены к описанию движения жидкостей в фильтрах, топливных ячейках, тепломассообмена в процессе сушки материалов, распространения загрязнений в грунтовых водах и поверхностных водоёмах, транспорта лекарств и питательных веществ в тканях организмов [1, 2]. Течение в пористой среде может быть описано, в зависимости от свойств среды, скорости течения и вызывающих его сил, моделью Дарси [2, 3], хорошо подходящей для сред с низкой проницаемостью, или моделью Бринкмана, более актуальной при высокой пористости и проницаемости [2, 4], с применением соответствующих той или иной модели граничных условий [5,6,7]. Взаимодействие потока однородной жидкости с фильтрационным течением также может быть описано в приближении пограничного слоя. В работе [18] представлено описание изотермического пограничного слоя на границе жидкости и пористой среды Бринкмана при наличии внешнего вынужденного течения. В настоящей работе исследуется структура поля скорости в конвективном пограничном слое возле нагретой границы между однородной жидкостью и пористой средой Бринкмана, насыщенной той же жидкостью. Рассматривается влияние температуры границы и проницаемости пористой среды на структуру тепловых и динамических пограничных слоёв в однородной жидкости и пористой среде, а также на скорость возникающего конвективного течения
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Free) 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call
