开口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水平开口腔方腔内的自然对流进行了数值研究。计算采用层流模型，SIMPLE算法，QUICK差分格式。计算参数范围为：Prandtl数为0.7；固体厚度比为 0.2；导热系数比从0 到100；Rayleigh数范围从103到107，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。与无辐射换热的情况相比，有辐射换热时的总平均Nu数增加了大约94%到125%。当Ra=107时，导热系数比和表面发射率决定了流动和换热是否可以达到稳定状态。并且，在腔体底面会形成热羽流，并使得Nu数随时间产生波动变化。