Ảnh hưởng của lực nổi đến quá trình truyền nhiệt và khối lượng đối lưu hỗn hợp trong và ngoài chiều thẳng đứng

Emerald - Tập 17 Số 3 - Trang 333-353 - 2007
Youssef Azizi1, Brahim Benhamou1, Nicolas Galanis2, Mohammed El‐Ganaoui3
1LMFE, Physics Department, Faculty of Sciences Semlalia, Marrakech, Morocco
2THERMAUS, Département de génie mécanique, Université de Sherbrooke, Québec, Canada
3SPCTS, Département de Physique, Faculté des Sciences et Techniques, Limoges, France

Tóm tắt

Mục đíchMục tiêu của nghiên cứu hiện tại là điều tra một cách số học các ảnh hưởng của lực nhiệt và lực nổi lên cả trong dòng chảy lên (UF) và dòng chảy xuống (DF) của không khí trong một kênh có hai tấm song song theo chiều dọc. Các tấm được làm ướt bởi một lớp nước mỏng và được duy trì ở nhiệt độ không đổi thấp hơn so với không khí vào kênh.Thiết kế/phương pháp tiếp cậnGiải pháp cho phương trình vi phân riêng phần hình elip mô hình hóa trường chảy dựa trên phương pháp thể tích hữu hạn.Kết quảKết quả cho thấy lực nổi có ảnh hưởng quan trọng đến quá trình truyền nhiệt và khối lượng. Các trường hợp với sự bay hơi và ngưng tụ đã được nghiên cứu cho cả UF và DF. Đã xác định rằng quá trình truyền nhiệt liên quan đến những thay đổi pha này (tức là, truyền nhiệt tiềm tàng) có thể quan trọng hơn hoặc ít quan trọng hơn so với truyền nhiệt rõ ràng. Tầm quan trọng của những quá trình này phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ và độ ẩm. Mặt khác, hiện tượng đảo chiều dòng chảy đã được dự đoán đối với UF với sự chênh lệch nhiệt độ tương đối cao giữa không khí vào và các bức tường.

Từ khóa

#lực nổi #truyền nhiệt #truyền khối lượng #dòng chảy lên #dòng chảy xuống #kênh thẳng đứng

Tài liệu tham khảo

Ait Hammou, Z., Benhamou, B., Galanis, N. and Orfi, J. (2004), “Laminar mixed convection of humid air in a vertical channel with evaporation or condensation at the wall”, Int. J. Thermal Sciences, Vol. 43, pp. 531‐9. Boulama, K. and Galanis, N. (2004), “Analytical solution for fully developed mixed convection between parallel vertical plates with heat and mass transfer”, J. Heat Transfer, Vol. 126, pp. 381‐8. Bumeister, L.C. (1993), Convective Heat Transfer, 2nd ed., McGraw‐Hill, New York, NY. Chow, L.C. and Chung, J.N. (1983), “Evaporation of water into laminar stream of air and superheated steam”, Int. J. Heat Mass Transfer, Vol. 26, pp. 373‐80. Desrayaud, G. and Lauriat, G. (2001), “Heat and mass transfer analogy for condensation of humid air in a vertical channel”, Heat and Mass Transfer, Vol. 37, pp. 67‐76. Fuji, T., Kato, Y. and Bihara, K. (1977), “Expressions of transport and thermodynamic properties of air, steam and water”, Sei San Ka Gaku Ken Kuu Jo, Report No. 66, Kyu Shu University, Kyu Shu. Gebhart, B. and Pera, L. (1971), “The nature of vertical natural convection flows resulting from the combined buoyancy effects of thermal and mass diffusion”, Int. J. Heat Mass Transfer, Vol. 14, pp. 2025‐50. Jang, J.‐H., Yan, W.M. and Huang, C.‐C. (2005), “Mixed convection heat transfer enhancement through film evaporation in inclined square ducts”, Int. J. Heat Mass Transfer, Vol. 48, pp. 2117‐25. Lee, K.T., Tsay, H.L. and Yan, W.M. (1997), “Mixed convection heat and mass transfer in vertical rectangular ducts”, Int. J. Heat Mass Transfer, Vol. 40, pp. 1621‐31. Lin, T.F., Chang, C.J. and Yan, W.M. (1988), “Analysis of combined buoyancy effects of thermal and mass diffusion on laminar forced convection heat transfer in a vertical tube”, ASME J. Heat Transfer, Vol. 110, pp. 337‐44. Marmouch, H., Benhamou, B., Orfi, J. and Ben Nasrallah, S. (2005), “Étude numérique d'un système de climatisation évaporative”, 7ème Congrès de Mécanique, Casablanca, Avril 19‐22. Nelson, D.J. and Wood, B.D. (1989), “Combined heat and mass transfer natural convection between vertical parallel plates”, Int. J. Heat Mass Transfer, Vol. 32, pp. 1779‐87. Patankar, S.V. (1980), Numerical Heat Transfer and Fluid Flow, Hemisphere/McGraw‐Hill, New York, NY. Salah El‐Din, M.M. (1992), “Fully developed forced convection in vertical channel with combined buoyancy forces”, Int. Comm. Heat Mass Transfer, Vol. 19, pp. 239‐48. Salah El Din, M.M. (2003), “Effect of thermal and mass buoyancy forces on the development of laminar mixed convection between parallel plates with uniform wall heat and mass fluxes”, Int. J. Thermal Sciences, Vol. 42, pp. 447‐53. Shah, R.K. and London, A.L. (1978), Laminar Flow Forced Convection in Ducts, Academic Press, New York, NY. Tam, C.T., Maiga, S.E., Landry, M., Galanis, N. and Roy, G. (2004), “Numerical investigation of flow reversal and instability in mixed laminar vertical tube flow”, Int. J. Thermal Sciences, Vol. 43, pp. 797‐808. Yan, M.W. (1992), “Effects of film evaporation on laminar mixed convection heat and mass transfers in a vertical channel”, Int. J. Heat Mass Transfer, Vol. 35, pp. 3419‐29. Yan, W.M. (1993), “Mixed convection heat transfer in a vertical channel with film evaporation”, Canadian J. Chemical Engineering, Vol. 71, pp. 54‐62. Yan, W.M. and Lin, T.F. (1989), “Effects of wetted wall on laminar mixed convection in a vertical channel”, J. Thermophysics, Vol. 3, pp. 94‐6. Yan, W.M. and Lin, T.F. (1990), “Combined heat and mass transfer in natural convection between vertical parallel plates with film evaporation”, Int. J. Heat Mass Transfer, Vol. 33, pp. 529‐41. Yan, W.M. and Lin, D. (2001), “Natural convection heat and mass transfer in vertical annuli with film evaporation and condensation”, Int. J. Heat Mass Transfer, Vol. 44, pp. 1143‐51. Yan, W.M., Lin, T.F. and Tsay, Y.L. (1995), “Evaporative cooling of liquid film through interfacial heat and mass transfer in a vertical channel‐I. Experimental study”, Int. J. Heat Mass Transfer, Vol. 38, pp. 2905‐14. Azizi, Y., Benhamou, B., Galanis, N. and El‐Ganaoui, M. (2005), “Heat and mass transfer in a vertical channel with phase change”, Proceedings of 4th Int. Conf. Computational Heat Mass Transfer ICCHMT, Paris, France, May 17‐20, pp. 750‐5.