【摘 要】
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本文针对半径比κ=2.6的水平环形空腔,在Raδ=3.2×105,工质为空气,空腔压力p=0.01MPa,表面辐射的发射率ε=0.85,内壁面为恒定热流密度q=320W/m2,外壁面为恒壁温T=310K的条件
【机 构】
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热科学与动力工程教育部重点实验室,清华大学热能工程系,北京,100084
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本文针对半径比κ=2.6的水平环形空腔,在Raδ=3.2×105,工质为空气,空腔压力p=0.01MPa,表面辐射的发射率ε=0.85,内壁面为恒定热流密度q=320W/m2,外壁面为恒壁温T=310K的条件下,利用FLUENT计算软件对以下两种换热情况进行了数值模拟:(1)不考虑辐射的自然对流的换热情况;(2)考虑辐射和自然对流的混合换热情况,并对数值计算结果进行了对比分析.在利用Fluent的数值模拟过程中,对于自然对流采用Boussinesq假设;对于表面辐射换热,采用S2S模型(Surface-to-SurfaceModel)计算辐射换热量.计算结果表明:当考虑表面辐射时,水平环形空腔的上部的辐射换热密度相对较大,而上部的自然对流相对较弱,这样,表面辐射和自然对流的综合换热结果最终使得内壁面的温度趋于均匀.不仅如此,当考虑表面辐射时,水平环形空腔的内部各点的温度也更加均匀,温差相对变小,由此产生的浮升力也越小,最终导致流体的流动趋于缓慢;同时,在流动边界层内,流体在垂直于壁面方向上的速度梯度相对变小,速度的变化相对平缓。
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