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耦合表面張力的封閉腔體內(nèi)管外自然對流傳熱特性
來源：苗國民 雷海燕 戴傳山 馬非 瀏覽 1210 次 發(fā)布時間:2022-12-15
【摘要】：采用格子-玻爾茲曼方法 (LBM)構(gòu)建了考慮表面張力影響下封閉腔體內(nèi)加熱圓柱外自然對流數(shù)學模型。在分別對自然對流與表面張力模型模擬驗證的基礎(chǔ)上，探究了液固表面張力與重力場下浮升力同時作用下加熱圓柱外流體自然對流的傳熱特性。結(jié)果表明，在給定Ra數(shù)下(103≤Ra≤106)，隨著表面張力的增大(Oh數(shù)減小)，封閉腔體內(nèi)管外自然對流擾動會加劇，流型會變復雜，壁面換熱效率有明顯提高。
在Ra數(shù)為105，長度比(加熱圓柱半徑和方腔長度之比)為1/10情況下，加入表面張力σ=0.076302N/mm (Oh=0.122)，腔體左側(cè)壁面平均努塞爾數(shù)和加熱圓柱壁面與未加表面張力相比分別提高了93.5%和60.35%。當表面張力大小和自然對流的浮升力相當時，此時的流場波動更加明顯劇烈，在一定范圍內(nèi)增大浮升力反而減弱換熱。
