Numerical and experimental investigations into the upstream transpiration problem in free convection
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Abstract
The influence of uniform upstream transpiration on downstream heat transfer at a vertical plate in free convection is investigated numerically. The governing equations in their von Mises form are solved using a simple finite difference scheme forPr=0.72, in the blowing parameter range, − 1.9<Cx<1.9. Experiments are conducted to verify the numerical predictions for uniform upstream blowing case.
It is found that upstream transpiration effect persists upto a very considerable distance downstream of the discontinuity where transpiration ceases. Upstream suction has (relatively) less influence than upstream blowing. The down-stream heat transfer depends not only on the upstream transpiration velocity, but also on the length over which transpiration is applied.
Keywords
Heat Transfer Finite Difference Governing Equation Difference Scheme Free ConvectionNumerische und experimentelle Untersuchungen zur stromaufwärts gerichteten Verdunstung bei freier Konvektion
Zusammenfassung
Es wird der Einfluß gleichmäßiger, aufwärts gerichteter Verdunstung auf den Wärmeübergang bei freier Konvektion an einer vertikalen abwärts umströmten Platte numerisch untersucht. Der von Misessche Gleichungssatz wird unter Verwendung einer einfachen finiten Differenzenmethode fürPr=0,72 gelöst. Zur Bestätigung der rechnerischen Vorhersagen werden Experimente durchgeführt, bei denen jedoch eine gleichmäßige Aufwärtsströmung erzwungen wird.
Es wurde ein starker Einfluß der aufwärts gerichteten Verdunstung über eine sehr lange Strecke auch noch unterhalb der Stelle festgestellt, wo die Verdunstung beginnt. Die Überlagerung eines Aufwärtssoges hat weniger Einfluß als eine durch Gebläse erzwungene Aufwärtsströmung. Der Wärmeübergang in der Abwärtsströmung hängt nicht nur von der Geschwindigkeit der aufwärts gerichteten Verdunstung, sondern auch von der Länge, über die Ausdampfen erfolgt, ab.
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