ISSN:
1432-1181
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
,
Physics
Description / Table of Contents:
Zusammenfassung Eine umfangreiche Zahl von Arbeiten hat sich unter Anwendung theoretischer und numerischer Methoden mit der Untersuchung des Stationärzustandes sowie der Übergangs- und Stabilitätscharakteristiken eines durch natürliche Konvektion angetriebenen Kreislaufes beschäftigt, in dem Doppeldiffusionseffekte auftreten. Es zeigte sich, daß das Strömungsverhalten in diesem System von den Anfangsbedingungen und der Lage des Zustandspunktes in einem siebenparametrigen Raum, der durch die RayleighzahlenRa T undRa S (thermischer bzw. konzentrationsbedingter Einfluß), die modifizierten Prandtl- und SchmidtzahlenPr undSc, die dimensionslosen Wärme- und StoffübergangskoeffizientenH T undH S , sowie das Seitenverhältnis γ (Breite zu Höhe) des Kreislaufes aufgespannt wird. Es werden numerische Ergebnisse mitgeteilt, die das Strömungsverhalten in jedem der fünf, im Stabilitätsdiagram auftretenden Bereiche zeigen. Die stationären Lösungen beziehen sich auf die Fälle „Konvektion“ (Strömungsgeschwindigkeit konstant), „Leitung“ (keine Konvektion) und „Periodizität“ (Amplitude und Frequenz konstant). Zwei neue Ergebnisse wurden erhalten: Langzeitige Oszillationen mit einer zur Lösung mit reiner Leitung nicht symmetrischen Amplitude und ein Überschwingen der Geschwindigkeit bei den transienten Fällen vor Erreichen der stabilen Lösung für Konvektion. Im Bereich monotoner Instabilität der Lösung für Leitung treten Konvektionslösungen auf (konstante Strömungsgeschwindigkeit) und im Bereich globaler Stabilität mündet die Strömung in die Lösung für reine Leitung (keine Konvektion) ein, unabhängig von den Anfangsbedingungen.
Notes:
Abstract Comprehensive work has been performed by theoretical and numerical methods in order to study the steady state, transient and stability characteristics of a double diffusive natural circulation loop. It was found that the behavior of the flow in the system depends on the initial conditions and on the location of the state in the seven-parameter space of the thermal and saline Rayleigh numbers,Ra T ,Ra S , the modified Prandtl and Schmidt numbers,Pr, Sc, the dimensionless heat and mass transfer coefficients,H T ,H S , and the “aspect ratio” (between the height and width) of the loop, γ. Numerical results are presented here, showing the flow in each of the five regions formed in the stability chart. The steady state solutions include convection (constant velocity flow), conduction (no-flow) and periodic with constant amplitude and frequency. Two main new results were obtained: long term periodic oscillations where the amplitude is not symmetric around the conduction solution, and an overshoot of the velocity in transients before reaching the stable convection solutions. In the monotonic instability region of the conduction solution, convection solutions (constant velocity flow) develop, and in the global stability region the flow decays to the conduction solution (no flow), regardless of the initial conditions.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF01577878
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