局部非熱平衡條件下多孔介質(zhì)通道中對(duì)流換熱的研究.pdf

1、本文分別對(duì)有內(nèi)熱源的完全填充多孔介質(zhì)的平行平板通道和多孔介質(zhì)填充在一側(cè)的平行平板通道內(nèi)的對(duì)流換熱進(jìn)行了研究。在動(dòng)量方程中考慮了Brinkman項(xiàng)，能量方程使用局部非熱平衡模型來描述，利用解析解法首次獲得了相應(yīng)的的無因次速度和無因次溫度的精確解，進(jìn)一步得出了努賽爾數(shù)的表達(dá)式。在前者中，分析了流體內(nèi)熱源和固體骨架內(nèi)熱源對(duì)換熱和局部熱平衡模型適用性的影響，討論了通道壁面處熱流分歧的現(xiàn)象。在后者中，討論了相關(guān)參數(shù)對(duì)速度分布、流動(dòng)阻力、多孔介質(zhì)區(qū)

2、域內(nèi)流體質(zhì)量流率、溫度分布、努塞爾數(shù)以及換熱與流動(dòng)綜合性能的影響。結(jié)果表明：（1）在有內(nèi)熱源的多孔介質(zhì)平行平板通道中，對(duì)特定的參數(shù)，在多孔介質(zhì)壁面處會(huì)產(chǎn)生熱流分歧現(xiàn)象；流體內(nèi)部熱源βf對(duì)努塞爾數(shù)Nu的影響程度要弱于固相內(nèi)部熱源βs的影響，當(dāng)Da<10-5時(shí)，流體內(nèi)部熱源βf對(duì)Nu的影響可以忽略；存在內(nèi)熱源時(shí)，局部熱平衡模型不再適用；（2）在多孔介質(zhì)填充在一側(cè)的平行平板通道中，隨著Da減小或增加多孔介質(zhì)填充厚度，通道內(nèi)流動(dòng)阻力增大，但當(dāng)無

3、因次未填充多孔介質(zhì)區(qū)域厚度Y1≥0.6時(shí)，Da對(duì)通道流動(dòng)阻力的影響可以忽略；隨著Y1增大，努塞爾數(shù)Nu出現(xiàn)了極小值點(diǎn)。當(dāng)畢渥數(shù)Bi和流體有效導(dǎo)熱系數(shù)與固體骨架有效導(dǎo)熱系數(shù)之比k較小時(shí)，Nu的變化曲線上出現(xiàn)了極大值；對(duì)于特定范圍內(nèi)的界面畢渥數(shù)Biint（0.01≤Biint≤100），隨著Biint的增大Nu增大，但在這一范圍之外的Biint對(duì)Nu的影響幾乎消除；當(dāng)Da=10-3時(shí)，換熱與流動(dòng)綜合性能的臨界點(diǎn)是Y1=0.2，當(dāng)k減小時(shí)，這