封闭腔内导热辐射与自然对流耦合换热

摘要

本文对具有导热和表面辐射换热相互耦合的封闭方腔内的自然对流进行了数值研究。计算采用层流模型，为SIMPLE算法，QUICK差分格式。计算参数范围为：Prandtl数为0.701；固体厚度比为0～0.6；导热系数比从0到100；Rayleigh数范围从103到105，固体表面发射率范围从0到1。计算结果表明，辐射参与换热对流动将产生显著的影响，会使腔体内形成二次涡流。在自然对流的方腔内，辐射换热比对流换热更占主导地位。当具有固体层时，导热的效应使总的对流换热有所增长（曲线的初始部分），但当导热系数比超过一定值时kr≥10，再增加固体的导热性能，对空腔内的流动和换热的影响就不明显了。从数值上证实了在实际的建筑环境中，只要外围护结构的厚度达到一定的数值就可以达到隔热保温的要求。再增加厚度并不会得到更好的效果。