具有非均勻內(nèi)熱源的多孔介質(zhì)中傳熱傳質(zhì)的數(shù)值研究.pdf

1、多孔介質(zhì)傳熱傳質(zhì)常見于自然界和工業(yè)過程，涉及水利、地質(zhì)、化工、環(huán)境等諸多領域，隨著核工業(yè)及電子產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，多孔介質(zhì)中的對流傳熱傳質(zhì)引起眾多研究者的關注。 本文為研究多孔介質(zhì)中流動和傳熱傳質(zhì)特性，對豎直同心套管內(nèi)多孔介質(zhì)中的傳熱傳質(zhì)進行了數(shù)值分析，考察了內(nèi)外壁面存在溫度差，側面不滲質(zhì)且?guī)в蟹蔷鶆蚍植純?nèi)熱源的豎環(huán)形多孔介質(zhì)封閉腔體內(nèi)的自然對流和內(nèi)壁面等熱流密度加熱，外壁面絕熱，兩壁面同時存在濃度差的具有非均勻熱源的同心套管管隙內(nèi)

2、的復合對流傳熱傳質(zhì)。計算結果顯示： (1)封閉體中的自然對流：內(nèi)熱源分布系數(shù)M較大時，造成流場中心的逆時針環(huán)流向中心擠壓。并且由于內(nèi)熱源的非均勻分布，促使管內(nèi)流體分為T<1的低溫區(qū)和右上角T>1的高溫區(qū)兩個不同區(qū)域。隨M增大，等溫線在內(nèi)外壁面分布越密集；同時，套管近軸線處流體濃度與等間距水平線偏差增大。浮力比N由1.5變?yōu)?1.5后，流體由順時針流動變?yōu)槟鏁r針流動且流體速度加快。同時，在內(nèi)壁面處產(chǎn)生自上而下的溫度邊界層和濃度邊界

3、層，在外壁面處情況則相反。Nusselt數(shù)在Z=0.7處出現(xiàn)轉(zhuǎn)折。隨M增大內(nèi)壁面Nusselt數(shù)變化范圍增大，并且轉(zhuǎn)折點前移。上壁面Sherwood數(shù)也呈先增大后減小的趨勢，并且在 R=0.9處出現(xiàn)轉(zhuǎn)折。表明內(nèi)熱源分布梯度增大有助于傳熱傳質(zhì)。 (2)套管間隙內(nèi)復合對流傳熱傳質(zhì)：由于非均勻內(nèi)熱源的存在，導致流場在內(nèi)外壁面處流速加快，并且隨著M增大，速度分布不會再恢復到強制對流的情形，而是一直保持在內(nèi)壁面處流速加快，外壁面附近產(chǎn)生