竖直环形通道内的湍流混合对流数值分析

自下而上的湍流混合对流在特定工况下表现出独特的传热现象,在工程上受到广泛关注。本文基于CFD方法,对竖直环形通道内的湍流混合对流现象进行了数值模拟研究。计算结果表明,当格拉晓夫数(Gr)较小时,浮升力抑制对流传热,使得混合对流努塞尔数(Nu_(M))低于相同雷诺数(Re)纯强迫对流的努塞尔数(NuF);随着Gr的增加,Nu_(M)逐渐恢复甚至增强。拟合得到了Symolon形式的混合对流传热关联式,并将混合对流现象划分为强迫对流区、混合对流传热抑制区和自然对流传热强化区。混合对流对传热的影响可以归纳为间接效应,即浮升力改变平均速度场,导致湍流的层化或恢复,使得对流传热被抑制或强化。