ГЕНЕРАЦИЯ ТЕРМОГРАВИТАЦИОННОЙ КОНВЕКЦИИ И КОНВЕКТИВНОЙ ДИФФУЗИИ В ОБЛАСТИ ПРИ ЛУЧИСТОМ НАГРЕВЕ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты численного исследования процессов генерации термогравитационной конвекции и конвективной диффузии в результате воздействия потока излучения на внутренние границы стенок замкнутой прямоугольной области, заполненной воздухом. Установлены условия развития и характеристики гидродинамических и теплофизических процессов, являющихся следствием прогрева приповерхностных слоев стенок области при радиационном нагреве последних. Показана связь интенсивности радиационного нагрева и конвективного тепломассопереноса. Нестационарные поля температур и концентраций антропогенной газовой примеси иллюстрируют существенно большую интенсивность конвективного теплопереноса, генерируемого радиационным тепловым потоком, по сравнению с кондуктивным, и конвективной диффузии по сравнению с молекулярной.

Об авторах

Б. В. Борисов

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Томск, Россия

Г. В. Кузнецов

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Томск, Россия

В. И. Максимов

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Email: elf@tpu.ru
Томск, Россия

Т. А. Нагорнова

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Томск, Россия

Ф. Ю. Салихов

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Томск, Россия

Список литературы

  1. Mikhailenko S.A., Sheremet M.A., Pop I. Natural convection combined with surface radiation in a rotating cavity with an element of variable volumetric heat generation // Energy. 2020. V. 210. 118543. https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.118543
  2. Ермолаев И.А. Естественная термогравитационная конвекция в подогреваемой снизу частично перегороженной квадратной области // Теплофизика высоких температур. 2021. Т. 59. № 4. С. 571–575.
  3. Lappa M., Inam S. Thermogravitational and hybrid convection in an obstructed compact cavity // International Journal of Thermal Sciences. 2020. V. 156. 106478. https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2020.106478
  4. Валуева Е.П. Ламинарная смешанная конвекция в вертикальном плоском канале с постоянной температурой стенок // Теплофизика и аэромеханика. 2023. Т. 30. № 3. С. 471–485.
  5. Левченя А.М., Смирнов Е.М., Трунова С.Н. Влияние периодической макрошероховатости на развитие турбулентной свободной конвекции у внезапно нагреваемой вертикальной пластины // Письма в Журнал технической физики. 2022. Т. 48. № 3. С. 47–50.
  6. Исаев С.А. Генезис аномальной интенсификации отрывного течения и теплообмена в наклонных канавках на структурированных поверхностях // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. 2022. № 5. С. 13–24.
  7. Kim S.J., Pandey S., Ha M.Y. Prediction of the indoor airflow temperature distribution with a heat source using a multilayer perceptron // Journal of Mechanical Science and Technology. 2023. V. 37. Is. 2. https://link.springer.com/article/10.1007/s12206-023-0140-3
  8. Сукомел Л.А., Кабаньков О.Н., Анкудинов В.Б. Численное моделирование трения и теплообмена при вязкостно-гравитационном течении жидкости в контурном термосифоне // Инженерно-физический журнал. 2020. Т. 93. № 5. С. 1319–1329.
  9. Бердников В.С., Кислицын С.А. Численные исследования нестационарного сопряженного конвективного теплообмена в вертикальных слоях жидкости и газа, разделенных тонкой металлической перегородкой // Теплофизика и аэромеханика. 2021. Т. 28. № 1. С. 107–119.
  10. Pandey S., Park Y.G., Ha M.Y. An exhaustive review of studies on natural convection in enclosures with and without internal bodies of various shapes // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2019. V. 138. P. 762–795. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2019.04.097
  11. Моисеев В.И., Ксенофонтова В.А., Комарова Т.А. Математические модели и численные методы теплои массопереноса при естественной конвекции горячих жидких нефтепродуктов в котле вагона-цистерны // Интеллектуальные технологии на транспорте. 2022. № 1 (29). С. 5–15.
  12. Степанов Р.А., Сухановский А.Н., Васильев А.Ю., Попова Е.Н., Титов В.В. Влияние топологии нагретой поверхности на эффективность теплообмена между стенкой и жидким теплоносителем // Вестник Пермского федерального исследовательского центра. 2020. № 2. С. 17–22.
  13. Бородкин С.В., Батаронов И.Л., Иванов А.В., Ряжских В.И. Модель тепломассопереноса в криогенных газификаторах закрытого типа // Журнал Сибирского федерального университета. Сер. Техника и технологии. 2021. Т. 14. № 6. С. 714–730.
  14. Пивоваров Д.Е. Об ориентации конвективных валов в наклонном прямоугольном канале // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. 2019. № 2. С. 31–37.
  15. Umavathi J.C. Free convective flow in a vertical rectangular duct filled with porous matrix for viscosity and conductivity variable properties // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2015. V. 81. 2015. P. 383–403. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2014.10.054
  16. Максимов В.И., Нагорнова Т.А., Куриленко Н.И., Волошко И.В. Анализ преимуществ систем обеспечения теплового режима локальных рабочих зон на основе газовых инфракрасных излучателей по сравнению с традиционными конвекторными системами отопления // Изв. Томского политехнического ун-та. Инжиниринг георесурсов. 2021. Т. 332, № 9. С. 128–141. https://doi.org/10.18799/24131830/2021/9/3363
  17. Kuznetsov G.V., Maksimov V.I., Nagornova T.A., Voloshko I.V., Gutareva N.Y., Kurilenko N.I. Experimental determination of the worker’s clothing surface temperature during the ceramic gas heater operation // Thermal Science and Engineering Progress. 2021. V. 22. 100851. https://doi.org/10.1016/j.tsep.2021.100851
  18. Tritton D.J. Physical Fluid Dynamics, 2nd ed.; Clarendon Press: Oxford, UK, 1988.
  19. Siegel R., Howell J. Thermal Radiation Heat Transfer, 4th ed.; Taylor & Francis: New York, NY, USA, 2002.
  20. Haynes W.M. Handbook of Chemistry and Physics 2015–2016; CRC/Taylor & Francis: Boca Raton, FL, USA, 2015.
  21. Kuzmin D., Mierka O., Turek S. On the Implementation of the k − ε Turbulence Model in Incompressible Flow Solvers Based on a Finite Element Discretization // Int. J. Computing Science and Mathematics. 2007. V. 1 (2–4). P. 193–206. https://www.researchgate.net/publication/228529803
  22. Miroshnichenko I.V., Sheremet M.A. Effect of Thermal Conductivity and Emissivity of Solid Walls on TimeDependent Turbulent Conjugate Convective-Radiative Heat Transfer // J. Appl. Comput. Mech. 2019. V. 5 (2) P. 207–216. https://doi.org/10.22055/JACM.2018.26184.1310
  23. Bird B. Stewart W.E., Lightfoot E.N. Transport Phenomena, 2nd ed.; John Wiley & Sons: Hoboken, NJ, USA, 2007.
  24. Wilcox D.C. Turbulence Modeling for CFD, 2nd ed., DCW Industries, 1988.
  25. Curtiss C.F., Bird R.B. Multicomponent Diffusion // Ind. Chem. Res. 1999. V. 38. P. 2515–2522.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025