بررسي عددي ميزان كاهش انتقال حرارت جابجايي و تشعشعي بين دو استوانه هم‌مركز متناهي با استفاده از سپرهاي تشعشعي

Numerical Investigation of Convection and Radiation Heat Loss Reduction between Two Finite Concentric Cylinders Using Radiation Shields

در اين مقاله، مطالعه عددي تاثير قرارگيري سپرهاي تشعشعي در محفظه‌اي متشكل از دو استوانه متناهي هم‌محور در ميزان تلفات حرارتي ناشي از جابجايي آزاد و انتقال حرارت تابش مورد بررسي قرار گرفته است. محفظه مورد مطالعه شامل دو استوانه هم‌محور بوده كه استوانه داخلي داراي دماي بالاتري مي‌باشد و بين اين دو استوانه از يك و يا دو سپر تشعشعي با جنس‌هاي مختلف (آلومينيوم، مس و استيل) در فواصل مختلف استفاده شده است. تاثير خواص فيزيكي (جنس سپرهاي تشعشعي)، فاصله سپرهاي تشعشعي، دماي استوانه داخلي و فشار محفظه بر ميزان تلفات حرارتي مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج به دست آمده براي دماهاي مختلف استوانه داخلي (473.15 و 673.15 كلوين) و فشارهاي مختلف محفظه (0.2 و 1.0اتمسفر) ارائه شده است، كه نشان‌دهنده تاثير مستقيم فشار محفظه و ضريب جذب سپر تشعشعي بر ميزان تلفات حرارتي بين استوانه داخلي و خارجي مي‌باشد.

Investigation of the radiation and natural convection heat losses from two finite concentric cylinders with radiation shields is performed numerically. The enclosure consists of two concentric cylinders with hotter inner cylinder and radiation shields with three different materials (aluminum, copper and steel) are inserted between the cylinders at different radial positions. The effects of physical properties (material), geometrical effects of radiation shields, inner cylinder temperature, and enclosure pressure on the heat losses have been investigated. The calculations were performed for two different inner temperatures as 473.15, and 673.15 K, and at two enclosure pressures of 0.2 and 1.0 atm. Results showed that the enclosure pressure and radiation shield emissivity together reduce the total heat loss from the inner cylinder