انتقال حرارت گذراي تركيبي تابشي با رسانشي در هندسه هاي دوبعدي نامنظم با خواص متغير گاز

Transient combined radiative - conductive heat transfer in two-dimensional complex geometries with variable gas properties

در مدلسازي كوره هاي تابشي، انتقال حرارت تابشي يكي از مولفه هاي مهم انتقال حرارت مي باشد. در اين تحقيق، مساله انتقال حرارت گذراي تركيبي رسانشي- تابشي، در هندسه هاي نامنظم دوبعدي با استفاده از يك الگوريتم در مختصات كارتزين به نام ناحيه غير فعال حل شده است. با استفاده از اين روش، مساله را مي توان در هندسه هايي با مرزهاي مايل يا خميده حل نمود. به منظور حل معادله انتقال تابشي از روش جهات مجزا استفاده شده است و سپس از روش تفاضلات متناهي و سري تيلور، معادله انرژي به منظور به دست آوردن توزيع دماي گذرا داخل هندسه مذكور كه يك محيط مشاركت كننده در تابش است، گسسته شده است. ديواره هاي محفظه كدر، پخشي و در دماي مشخص فرض شده اند. محيط داخل محفظه از لحاظ تابشي جذبي- گسيلي و پخشندگي آيزوتروپيك خطي فرض شده است. خواص ترموفيزيكي گاز داخل محفظه، مانند رسانندگي حرارتي، چگالي و حرارت مخصوص بصورت تابعي از دما در نظر گرفته شده است. در حالتي كه اين خواص ثابت باشد نتايج با مقالات مشابه مقايسه شده است و اين مقايسه انطباق قابل قبولي را نشان مي دهد.

Radiation is a major component of heat transfer in the modeling of furnaces. The present work, transient coupled radiative and conductive heat transfer problems are analyzed in two-dimensional irregular geometries with a simple Cartesian practical method named blocked-off. By this technique, Cartesian coordinate-based ray-tracing algorithm can be applied to the geometries with inclined or curved boundaries. The S-N discrete ordinates method (DOM) used to solve the radiative transfer equation (RTE) and finite difference method (FDM) with applying Taylor series employed to solve the energy equation to obtain the transient temperature distributions inside the participating medium. The walls of the enclosures are opaque, diffuse and gray with specified temperatures. The medium was considered to be absorbing-emitting and linear anisotropic scattering with variable thermal conductivity, variable density and variable specific heat, as a function of temperature. In the case of constant thermophysical gas properties, results have been compared with those reported in literature and good agreement was found.