Численное исследование сопряженной естественной конвекции в замкнутой области в условиях радиационного нагрева одной из границ

Abstract

Приведены результаты численного решения задачи теплопереноса в замкнутой прямоугольной области в режиме свободной конвекции с использованием модели сопряженного теплообмена. В качестве источника нагрева рассмотрен газовый инфракрасный излучатель, расположенный горизонтально в верхней части области моделирования. Плоская нестационарная задача решена в рамках модели Навье-Стокса для газа и теплопроводности для твердых стенок. Проведен анализ динамики распространения тепла в замкнутой области с течением времени. Установлено, что большая часть тепла аккумулируется в ограждающих конструкциях, на которые воздействует тепловое излучение. Сделаны выводы о целесообразности применения сформулированной модели для расчета теплопереноса при наличии источника радиационного нагрева. Показана возможность использования потенциала теории сопряженного теплообмена при решении типичных задач промышленной теплоэнергетики.

The paper introduces the results of numerical solution of heat transfer problem in closed rectangular region in free convection using the conjugate heat transfer model. Gas infrared emitters arranged horizontally in upper part of simulation region have been considered as the heating source. Plane non-stationary problem was solved within the Navier-Stokes model for gas and heat transfer for solid boundaries. The dynamics of heat distribution in closed region with time was analyzed. It was ascertained that the most of heat is accumulated in enclosures affected by heat radiation. The authors made the conclusion on the stated model applicability for heat transfer calculation with radiation heating source. The paper demonstrates the possibility of using the potential of conjugate heat transfer theory when solving typical problems of heat power industry.