具有非均勻內熱源的多孔介質中傳熱傳質的數(shù)值研究.pdf

1、多孔介質傳熱傳質常見于自然界和工業(yè)過程，涉及水利、地質、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，多孔介質中的對流傳熱傳質引起眾多研究者的關注。 本文為研究多孔介質中流動和傳熱傳質特性，對豎直同心套管內多孔介質中的傳熱傳質進行了數(shù)值分析，考察了內外壁面存在溫度差，側面不滲質且?guī)в蟹蔷鶆蚍植純葻嵩吹呢Q環(huán)形多孔介質封閉腔體內的自然對流和內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

2、的復合對流傳熱傳質。計算結果顯示： (1)封閉體中的自然對流：內熱源分布系數(shù)M較大時，造成流場中心的逆時針環(huán)流向中心擠壓。并且由于內熱源的非均勻分布，促使管內流體分為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)轉折。隨M增大內壁面Nusselt數(shù)變化范圍增大，并且轉折點前移。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)轉折。表明內熱源分布梯度增大有助于傳熱傳質。 (2)套管間隙內復合對流傳熱傳質：由于非均勻內熱源的存在，導致流場在內外壁面處流速加快，并且隨著M增大，速度分布不會再恢復到強制對流的情形，而是一直保持在內壁面處流速加快，外壁面附近產(chǎn)生