Исследование турбулентного теплопереноса в замкнутой прямоугольной области с теплопроводными ограждающими конструкциями в условиях лучистого нагрева внутренних границ

Проведено математическое моделирование кондуктивно-конвективного теплопереноса в замкнутой прямоугольной области с теплопроводными ограждающими конструкциями в условиях радиационного нагрева внутренних границ. Получены поля температур и функций тока для двух возможных вариантов описания распределения лучистой энергии (равномерное распределение теплового потока только по нижней горизонтальной границе и распределение радиационной энергии и по вертикальным внутренним поверхностям по закону Ламберта). Установлено, что поглощение вертикальными ограждающими конструкциями лучистых потоков приводит к увеличению градиентов температур в характерных сечениях. Показаны масштабы влияния турбулизации течения на интенсивность теплопереноса.

сопряженный теплоперенос, численное моделирование, турбулентность, термогравитационная конвекция, модель Болдуина-Ломакса, газовый инфракрасный излучатель

1. Романова Е. А. Энергосберегающие системы газового отопление и вентиляции // Новые технологии и изобретения. 2005. №2. С. 19 - 23.

2. Roth K. Infrared radiant heaters // ASHRAE. Journal. June. 2007.

3. Бухмиров В.В., Крупенников С.А., Солнышкова Ю.С. Алгоритм расчета систем лучистого отопления помещений // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. 2010. № 4. С. 23 - 25.

4. Бухмиров В.В., Крупенников С.А., Солнышкова Ю.С. Модификация зонального метода для решения задач радиационного теплообмена: Основные положения // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. 2009. № 2. С. 61 - 63.

5. Kuznetsov G.V., Sheremet M.A. Two-dimensional problem of natural convection in a rectangular domain with local heating and heat-conducting boundaries of finite thickness // Fluid Dynamics. 2006. V.41. P. 881 - 890.

6. Kuznetsov G.V., Sheremet M.A. Turbulant regime of thermogravitational convection in a closed cavity // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 2010. V. 83. №2. P. 346 - 357.

7. Кузнецов Г.В., Куриленко Н.И., Максимов В.И., и др. Свободно- конвективный теплоперенос в отапливаемых с использованием газовых инфракрасных излучателей производственных помещений // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2013. №1 - 2. С. 18 - 25.

8. Kuznetsov G.V., Nagornova T.A., Ni A.E. Computational modeling of conjugate heat transfer in a closed rectangular domain under the conditions of radiant heat supply to the horizontal and vertical surfaces of enclosure structures // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 2015. V.88. № 1. P. 168 - 177.

9. Теплопередача: Учебник для вузов / В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел. 5-е изд., стереотипное. ООО «ТИД «Арис», 2014. 416 с., ил.

10. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1978. 736 с.

11. Sajjadi H., Kefayatib R. Lattice Bolzman simulation of turbulent natural convection in tall enclosure // Thermal Science. 2015. V.19. №1. P. 155 - 166.

12. Белов И.А., Исаев С.А. Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие, СПб: Балтийский государственный технический университет, 2001. 108 с.

13. Kuznetsov G.V., Strizhak P.A. Heat and mass transfer at ignition of liquid fuel droplets spreading over the surface of massive hot bodies // Journal of Engineering Thermophysics. 2010. V.19. № 2. P. 75 - 84.

14. Dixit H.N., Babu V. Simulation of High Rayleigh Number Natural Convection in a Square Cavity using the Lattice Boltzmann Method // Int. J. Heat Mass Transfer. 2006. V. 49. P. 727-739.