国内研究现状在多孔介质内部,多孔介质厚度、惯性作用、孔隙率、物性参数、界面效应、粘性耗散、渗透率和浮升力等,皆为对流换热过程的众多影响因素。关于孔隙率对多孔介质物理模型所产生的影响,杨伟、薛思瀚等人[2]通过数值分析证明得到,伴随着壁面处的孔隙率逐渐增大,多孔介质腔体内的较高流速区域增多,同时低流速区域相应减小;当孔隙率减小,温度呈线性规律逐渐减小;孔隙率增大,平均Nu数增加,对流换热因此增强。曾敏、王秋旺等人[3-5]研究了对于不同振荡频率和方腔倾角对换热的影响。研究表明,存在=43,79561
=60,使得最佳方腔换热,有时均Nu最大值;一定,存在最佳倾角,使平均Nu数达最大值;一定,∞,壁面温度震荡变化,方腔内表面区域温度分布无显著影响。邱伟国等人[6]通过数值模拟方式对多孔介质腔体内的不同加热方式下自然对流换热进行了相关研究。研究结果表明,当全部的加热片均呈水平状态布置在垂直面的底侧时,自然对流换热情况的效果最好。与此同时,Ra数对多孔腔体内的流动与换热情况影响显著,随着Ra数的不断增大,Nu数也相应增大。殷亮[7]等人探讨了复杂的多孔介质腔体内自然对流情况问题,利用SIMPLEC算法对模拟情况进行求解。研究结果表明,在多孔介质复杂腔体中,存在着一个最佳纵横比A,在此情况下多孔介质内的换热效果最为良好;当波峰突起,相对高度相应增大,使得换热能力下降;研究结果还表明,孔隙率对自然对流换热的影响不大,而Darcy数以及Ra数对多孔腔体内自然对流换热有着较为明显的影响。随着Da数以及Ra数的不断增大,自然对流作用加强,因此腔体内流体的换热能力加强。
2国外研究现状
对于多孔介质在腔体内的位置问题,国外的相关科研人员对此进行了探究。在封闭腔体传热问题的数值模拟过程中,Mharzi[8]将多孔介质层置于腔体当中,空腔两侧填充流体,以此利用数值方法研究腔体内部流动情况;Bennacer[9]则相反,将多孔介质置于封闭腔体两侧,流体填充于腔体中间,以此探究其内部流体流动情况;Poulikakos[10]则研究了形状为环形的封闭多孔介质腔体管道内流体的流动情况,同时讨论当管道内部存在的是强迫对流时的工况;Gobin和Goyeau等人[11-13]分析了左侧填充有纯净单相流体,右侧为多孔介质层的封闭腔体内部的自然对流情况论文网,得到多孔介质腔体内Ra数、渗透率及厚度对自然对流传热的影响结果。研究结果表明,多孔腔体内的传热速度随着渗透率的减小而逐渐降低,最终达到最低值;同时,随着多孔介质层厚度的逐渐减小,多孔介质腔体内传热影响越大。而DukhanNihad[14]等人使用格子玻尔兹曼(LBM)方法数值模拟了在部分填充多孔介质的二维长方形容器内自然对流情况,在几种填充多孔介质的情况下分析了冷却表面的局部热传递系数。同时,在不同参数下,研究人员讨论了多孔介质对传热过程的影响。Goldstein[15]等人研究了多孔介质中穿过水平层的对流传热实验,得到在高Ra数值下从下方进行加热的传热情况,明确阐述薄热边界层的存在与重要性。Nouri-Borujerd[16]研究了填充的多孔介质通道中的强制对流换热情况,研究结果表明,在局部热平衡的假设之下,Darcy数以及压力梯度对此具有明显的影响。SHANKARB。M。,KUMARJai等人[17]研究了不同有效粘度的流体粘度下Brinkman多孔介质水平层的流体流动稳定性。使用切比雪夫配置法得到并解出修正奥尔-索末菲方程。当粘度比不同的情况下,计算得到临界雷诺数Rec,临界波数