1、腔體熱損失機理在工程上的應用廣泛,如太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)、飛行器的制動系統(tǒng)以及建筑節(jié)能等。對腔體熱損失特性的研究不僅可以豐富熱損失機理,還可以為實際工程應用中腔體的設計提供科學依據(jù)。
　　本課題在考慮物性變化的基礎上,對環(huán)境風下一側全開的圓柱形腔體耦合(導熱、對流、輻射)熱損失特性進行三維數(shù)值模擬,并將數(shù)值模擬過程與相關實驗進行了對比驗證。該研究分別在以下兩種熱邊界條件下進行:全面加熱(腔體底面和側面均加以恒定熱流,Case1);底面

2、加熱(腔體底面加以恒定熱流,側面絕熱,Case2)。文中給出了可以直觀反映腔體內部及開口附近流動和傳熱特性的可視化結果,如腔體內的溫度分布云圖、速度矢量圖及開口面的速度等值線圖等。同時探討了相關參數(shù)如風速、風向角、腔體傾角和熱流密度對腔體內耦合熱損失特性的影響規(guī)律。相應地,在大量數(shù)值模擬結果的基礎上,分別提出了在兩種熱邊界條件下可預測給定參數(shù)范圍內對流熱損失和輻射熱損失的努謝爾特數(shù)經(jīng)驗關聯(lián)式。
　　研究表明,在兩種熱邊界條件下,環(huán)

3、境風均會對腔體內流動和傳熱特性產(chǎn)生重要影響,腔體內溫度場和速度場都與無環(huán)境風條件下差異較大。有環(huán)境風條件下,對流熱損失平均努謝爾特數(shù)Nuc總是大于相同條件下無環(huán)境風時的Nuc,而輻射熱損失平均努謝爾特數(shù)Nur總是小于相同條件下無環(huán)境風時的Nur。與無環(huán)境風條件下對流熱損失平均努謝爾特數(shù)Nuc和輻射熱損失平均努謝爾特數(shù)Nur隨腔體傾角的變化單調的變化不同,有環(huán)境風條件下對流熱損失平均努謝爾特數(shù)Nuc和輻射熱損失平均努謝爾特數(shù)Nur受到風向

4、角、風速及腔體傾角等因素的綜合影響,變化規(guī)律較復雜。在某些環(huán)境風條件下,腔體傾角一定時,存在臨界風向角使對流熱損失平均努謝爾特數(shù)Nuc和輻射熱損失平均努謝爾特數(shù)Nur達到極值。此外,當φ=90°時,風速的大小決定了對流熱損失平均努謝爾特數(shù)Nuc和輻射熱損失平均努謝爾特數(shù)Nur的大小。
　　在兩種熱邊界條件下熱損失特性不同的是,在相同風向角、風速、腔體傾角以及熱流密度下,全面加熱時腔體內平均溫度比底面加熱時高,且全面加熱時同一位置處