Abstract
Mathematical simulation of unsteady turbulent natural convection and thermal surface radiation in a closed cavity with solid heat-conducting walls of finite thickness in the presence of a heat source of constant temperature has been carried out. The governing equations for the conservation of mass, momentum, and energy have been written using a system of partial differential equations in terms of stream function, temperature and vorticity. The boundary-value problem has been solved by the finite difference method. The effect of turbulence has been modeled using the standard model. The effects of the surface emissivity and the nonstationary factor on the fluid flow and heat transfer have been studied. As a result of the studies, distributions of both local (isolines of the stream function and temperature) and integral (average radiative and convective Nusselt numbers) characteristics have been obtained. It has been shown that an increase in the surface emissivity leads to a modification of flow patterns and the heat transfer enhancement.
Highlights
Mathematical simulation of unsteady turbulent natural convection and thermal surface radiation in a closed cavity with solid heat-conducting walls of finite thickness in the presence of a heat source of constant temperature has been carried out
The governing equations for the conservation of mass, momentum, and energy have been written using a system of partial differential equations in terms of stream function, temperature and vorticity
The boundary-value problem has been solved by the finite difference method
Summary
Исследования совместных эффектов естественной конвекции и поверхностного излучения, ввиду первостепенной важности в энергетике и строительстве, бурно развиваются в наше время [1,2,3]. К настоящему времени проведено большое количество численных и экспериментальных исследований ламинарных режимов естественной конвекции в замкнутых областях с источниками энергии [4,5,6]. Установлено, что с ростом коэффициента теплопроводности твердых стенок полости существенно увеличивается роль как радиационного, так и конвективного механизмов теплообмена на поверхности источника энергии. В работе [9] проведен детальный обзор существующих экспериментальных и численных научных работ в области турбулентной естественной конвекции в замкнутых областях. Что исследований, посвященных численному анализу сложного теплообмена (конвекция, кондукция и излучение) в областях различной геометрии не так много. В настоящей работе излагаются результаты математического моделирования нестационарных турбулентных режимов сопряженной термогравитационной конвекции и теплового поверхностного излучения в замкнутой области с твердыми стенками, состоящими из материалов с разными теплофизическими свойствами, при наличии источника энергии. Основной акцент сделан на изучении процесса эволюции во времени теплового факела и гидродинамических структур, а также на исследовании влияния приведенной степени черноты ограждающих конструкций на режимы течения и теплообмена в рассматриваемой области
Sign-in/Register to view highlights & summary 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 callDisclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
