Einfluss des nicht uniformen Wärmeflusses auf den Wärmetransfer in laminarem Fluss zwischen parallelen Platten

Zusammenfassung In der praktischen Ingenieurwissenschaft gehören Heizung und Kühlung zu den häufigsten Anwendungen. Typischerweise ist während dieser Prozesse der Wärmefluss zur Wärmetransferoberfläche nicht einheitlich. Diese Studie analysiert den Konvektionswärmetransfer zwischen parallelen Platten, die einem nicht einheitlichen Wärmefluss ausgesetzt sind. Der Fluss zwischen den parallelen Platten ist laminar, hydrodynamisch entwickelt und thermisch entwickelnd. Ein zweidimensionales, zeitabhängiges Modell wird entwickelt, und die Impuls- und Energiegleichungen werden abgeleitet und numerisch gelöst, um die Geschwindigkeits- und Temperaturfelder zu erhalten. Ein einheimischer Solver wird erstellt, um die zweidimensionale, zeitabhängige partielle Differentialenergiegleichung unter Verwendung der endlichen Differenzenmethode zu lösen. Der Algorithmus für diesen Solver ist in MATLAB geschrieben und gegen analytische Lösungen verifiziert. Temperaturprofile werden unter verschiedenen Wärmeflussbedingungen geplottet und analysiert, um die Rate des Wärmetransfers zu beschreiben. Lokale und durchschnittliche Nusselt-Zahlen werden aus den erhaltenen Temperatur- und Geschwindigkeitsfeldern berechnet und grafisch dargestellt. Diese Studie ist wertvoll für praktische Ingenieuranwendungen, Heiz- und Kühlsysteme sowie Strahlungs-Kalorimeter. Darüber hinaus trägt die Entwicklung dieses Solvers zum Forschungsbereich der CFD-Simulationen bei.