Natural convection heat transfer in enclosures with conducting multiple partitions and side walls

Abstract

 The flow and heat transfer in enclosures with conducting multiple partitions and side walls were numerically analyzed. Side walls were kept at isothermal conditions, while top and bottom walls were insulated. Employing control volume approach, a computer program based on SIMPLE algorithm was developed. Computations were carried out to investigate the effects of Rayleigh number, number of partitions and cavity aspect ratios on the heat transfer rate. The mean Nusselt numbers were calculated from computed temperature fields. It was observed that, the mean Nusselt number decreases with increasing partition number. It is inversely proportional to (1+N) for N≤4. For all partition numbers, the mean Nusselt number increases with increasing Rayleigh number. On the other hand, the cavity aspect ratio does not affect the mean Nusselt number to a considerable extent for considered aspect ratios in this study.

Zusammenfassung

 Strömungsverlauf und Wärmeübergang in Kammern mit wärmeleitenden Mehrfachtrenn- und Seitenwänden wurden unter der Annahme isothermer Seitenwände und adiabater Boden- und Deckenwände numerisch ermittelt. Auf der Basis der Kontrollvolumenmethode erfolgte die Entwicklung eines EDV-Programms mittels des SIMPLE-Algorithmus. Es wurden die Einflüsse der Rayleigh–Zahl, der Zahl der Trennwände und des Kammerseitenverhältnisses auf den Wärmeübergang untersucht, wobei sich die gemittelten Nusselt–Zahlen aus den Temperaturfeldern errechnen ließen. Es zeigte sich, daß Nu mit steigender Trennwandzahl abnimmt. Für N≤4 ist Nu umgekehrt proportional zu 1+N und steigt für alle N mit wachsender Rayleigh–Zahl an. Das Kammerseitenverhältnis hingegen hat diesbezüglich im untersuchten Bereich keinen nennenswerten Einfluß.