颗粒悬浮液中传热的状态区间
流体动力学
2020-07-15 v1 计算物理
摘要
我们给出了有限尺寸中性浮力球形颗粒悬浮液中传热的界面解析模拟结果，固相体积分数最高达 35%，体雷诺数从 500 到 5600。采用浸没边界-流体体积法（Immersed Boundary-Volume of Fluid）求解流体与固相中的能量方程。我们将传热与先前识别的颗粒运动状态区间相关联，即低体积分数与低雷诺数下的黏性区间、高雷诺数与中等体积分数下的载粒湍流区间，以及高体积分数下的颗粒区间。我们表明，在黏性主导区间，传热主要源于热扩散并因颗粒诱导涨落而增强。在类湍流区间，我们观测到全局传热的最大增强，由湍流热通量主导。然而，在颗粒剪切增稠区间，随着颗粒向通道中心迁移抑制混合，传热增强减弱。结果，形成致密松散堆积的中心区，热扩散对总传热的贡献再次变得显著。在这些体积分数大于 25% 的流动中，全局传热低于单相湍流。
引用
@article{arxiv.2007.07006,
title = {Regimes of heat transfer in particle suspensions},
author = {Ali Yousefi and Mehdi Niazi Ardekani and Francesco Picano and Luca Brandt},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.07006},
year = {2020}
}