Wärme - Lehrstuhl für Thermodynamik

2.2 Neue Untersuchungen zu Mischkonvektionsströmungen 17
teter Mischkonvektionsströmung
NuMK
Nuerz
= 3, 6226
log Gr
Re
2
Gr
− 23, 0610 log Re +37, 9287
Die Untersuchungen ergaben, dass in asymmetrisch beheizten, laminaren
Mischkonvektionsströmungen der Wärmeübergang den achtfachen
Wert der erzwungenen Konvektion annehmen kann.
Jeng et al. [44] führten numerische Berechnungen durch, bei denen
in einem vertikalen Kanal zwei gegenüberliegende Wände unterschiedliche
Wandtemperaturen hatten. In einem Bereich von Re
zwischen 1 und 1000 wurde die Mischkonvektion zwischen zwei
parallelen Platten näher untersucht. Es wird gezeigt, dass sowohl
das Strömungs- als auch das thermische Verhalten bei konstantem
Verhältnis von Gr/Re und konstanter Wandtemperatur unabhängig
von der Re-Zahl bei Re > 50 ist. Basierend auf dem Parameter
Gr/Re und der Wandtemperatur werden Beziehungen für die mittlere
Fluidtemperatur und die Nu-Zahl der heißen Wand
vorgeschlagen, wobei θbf
folgtdefiniertist:
θbf = 1
720
Nu =
1 − rt
θb f
die dimensionslose Fluidtemperatur wie
Gr
Re
mit rt der dimensionslosen Temperatur
(1 − rt) 2 + 1
2 (1 + rt)
rt = θc = Tc − T0
Th − T0
der kalten Wand. Die Berechnungsgleichung ist für einen Reynolds-
Zahl-Bereich von 1 ≤ Re ≤ 1000 und 0 ≤ Gr/Re ≤ 500 gültig.
Neueste Untersuchungen zu asymmetrisch beheizten Mischkonvektionsströmungen
wurden von Barletta [5] durchgeführt. Durch ähnliche
Vorgehensweise wie in [4] analysiert Barletta eine Mischkonvektionsströmung
für zwei unterschiedliche Fälle: (A) zwei Wände