Zeitschrift für fortgeschrittene Chemieingenieurwesen

Abstrakt

Analyse der Wärmeübertragung in einem geschlossenen, innen belüfteten Hohlraum

Benseghir Omar und Bahmed Mohamed

In dieser Arbeit haben wir eine numerische Studie des Phänomens der Wärmeübertragung durch laminare, inkompressible und stetige Mischkonvektion in einem geschlossenen quadratischen Hohlraum vorgestellt, wobei die linke vertikale Wand des Hohlraums einer warmen Temperatur ausgesetzt ist, während die rechte Wand als kalt gilt. Die horizontalen Wände werden als adiabatisch angenommen. Die maßgebenden Gleichungen wurden mit der Methode der finiten Volumen auf einem versetzten Netz diskretisiert, und der SIMPLER-Algorithmus wurde zur Behandlung der Geschwindigkeits-Druck-Kopplung verwendet. Die numerischen Simulationen wurden für einen weiten Bereich von Reynolds-Zahlen durchgeführt: 1, 10, 100 und 1000; die Zahlen entsprechen 0,01, 0,1 Richardson, 0,5,1 und 10. Die Analyse der Ergebnisse zeigt eine zweizellige Strömung (zwei Zellen), eine wird durch die Geschwindigkeit des im inneren Hohlraum platzierten Ventilators erzeugt, die andere auf der linken Seite entsteht durch den Temperaturunterschied zwischen der rechten und der linken Wand. Die Kenntnis der Intensität jeder dieser Zellen ermöglichte es uns, ein originelles Ergebnis zu erhalten. Und die aus jeder Nuselt-Konvektion erhaltenen Werte ermöglichen die Ermittlung der Wärmeübertragungsrate im Hohlraum. Schließlich stellen wir fest, dass die Position des Ventilators einen erheblichen Einfluss auf die Wärmeübertragung (Nusselt-Entwicklung) für die untersuchten Reynolds-Werte hat und dass dieser Einfluss für niedrige Richardson-Händig-Werte vernachlässigbar ist, für hohe Werte des letzteren.