Einfluss der Prandtl-Zahl auf den laminar gemischten Konvektionswärmetransfer in einer deckengetriebenen Kavität

In dieser Arbeit wird der Fluss und der Wärmeübergang in einer quadratischen Kavität betrachtet, wobei der Fluss durch eine Scherkräfte verursacht wird, die aus der Bewegung des oberen Deckels in Kombination mit der Auftriebskraft aufgrund der Bodenheizung resultiert. Die Arbeit ist durch die Anwendung in der Produktion von Flachglas motiviert, bei der das Glassheet über ein Bad mit flüssigem Metall gezogen wird, während es gekühlt und erstarrt. Die numerischen Simulationen werden daher für zweidimensionale laminare Strömungen (100 ⩽ Re ⩽ 2200) durchgeführt und die Auswirkungen kleiner bis moderater Prandtl-Zahlen (d.h. 0,01 < Pr < 50) auf den Fluss und den Wärmeübergang in der Kavität werden für verschiedene Werte der Richardson-Zahl untersucht. Die Temperatur- und Strömungsfelder in der Kavität werden berechnet und dargestellt, um den starken Einfluss der Prandtl-Zahl zu veranschaulichen. Die lokalen und durchschnittlichen Nusselt-Zahlen werden ebenfalls für verschiedene Werte von Re, Ri und Pr berichtet.