第三类边界条件下长圆柱对流融化过程的分阶段求解

摘要

为了研究圆柱融化各个传热阶段的特性,以第三类边界条件下一维长圆柱对流融化过程为研究对象,同时考虑融化后的相变材料被周围流体及时带走,按照圆柱内部温度分布特性把传热过程分成3个阶段,并采用三次多项式热平衡积分方法对各阶段进行近似求解,以长冰柱对流融化过程为计算对象,分析了各控制参数对于相界面移动规律的影响。通过分析得到结论如下:当Bi≦3(T_m-T_0)/(θ_0-T_m)时长圆柱传热过程分为两个阶段,当Bi>3(T_m-T_0)/(θ_0-T_m)时分为三个阶段;不同控制参数条件下,相界面均随时间约呈线性变化规律;随着对流换热系数、冰柱初始温度及水流温度的增大,相界面随时间变化率越大。不同冰柱直径条件下,相界面随时间变化率基本相同。