竖直套管内带热源的多孔介质中的自然对流

摘要

为研究内热源存在时多孔介质中流动和传热的特性,采用数值方法对上下底绝热、内外壁存在温差时,竖直套管中带均匀容积热源的多孔介质内的自然对流进行了分析。考查了内、外Rayleigh数之比Rai／Ra、高宽比A及半径比k对流场、温度场以及局部和平均Nusselt数的影响。研究结果表明,Rai／Ra和A较大时,内、外壁面附近分别形成两个逆向环流,温度场出现θ>1的高温区和θ<1的低温区,高温区的范围随Rai／Ra和A的增大而扩大。内壁面局部Nusselt数沿管长先增大后下降,分界点位置随k的减小和A的增大下移;外壁面局部Nusselt数在管上部区域迅速增大。内壁面平均Nusselt数Nui与Rai／Ra的增加呈现负的线性关系。