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Electronic Resource

Analysis of conjugate laminar natural convection between finitely top heating vertical channel flow (1990)

Yeh, J. P. ; Shaw, H. J. ; Huang, M. J.

Springer

Heat and mass transfer 25 (1990), S. 321-329

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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 Die laminare freie Konvektion zwischen endlichen, wärmeleitenden, vertikalen und parallelen Wänden wird hier numerisch erforscht. Da der Wärmeübertragungskoeffizient längs der Wand nicht eindeutig bestimmt werden kann, ist er vom Kanalfluidstrom und den thermischen Eigenschaften der Wand stark abhängig. Die Energiegleichungen für die Wand und die Gleichung der Grenzfläche für das Fluid zwischen den parallelen Wänden sind zusammengefügt und für die Verwendung von Finite-Differenzenverfahren aufgelöst worden. Das Ergebnis der Verteilung des lokalen Wärmeübergangskoeffizienten, des lokalen Wärmestroms und der Temperatur längs der Wand wird dargestellt. Die Einwirkungen der Grashof-Zahl, das Leitfähigkeitsverhältnis von Fluid zu Wand und das Verhältis zwischen Höhe und Breite des Kanals bei dem Wärmeübergangsphänomen zwischen den Wänden sind besprochen worden. Der untersuchte Bereich der Grashof-Zahl erstreckt sich bis zu 106, das Verhältnis der Wärmeleitfähigkeit von Fluid zu Wand lag bei 0, 0,01 und 0,02 und das Höhen-Breite-Verhältnis des Kanals variierte zwischen 0,5 und 5. Dieses Ergebnis weist auf den bedeutenden Einfluß der Wärmeleitfähigkeit auf den gesamten Wärmeübertragungswert bei besonders hohen Grashof-Zahlen und hohem Wärmeleitfähigkeitsverhältnis von Fluid zu Wand hin. Wenn die Länge der Wände zunimmt, dann steigt als erstes der gesamte Wärmeübertragungswert und behält danach einen konstanten Wert bei.

Notes: Abstract Conjugate laminar natural convection between finitely conducting vertical parallel plates is studied numerically. Since the heat transfer coefficient along the plate is undetermined and is strongly dependent on both the channel fluid flow and the thermal properties of the plate. The energy equation for the plate and the thermal boundary layer equation for the fluid between the parallel plates are coupled and solved by employing the finite-difference technique. Results of the distribution of local heat transfer coefficient, local heat flux and temperature along the plate are presented. The effects of Grashof number, fluid-to-wall conductivity ratio, and channel height-to-width ratios on heat transfer phenomena between the plates have been discussed. The tested range of Grashof number was up to 106, the fluid-to-wall conductivity ratio of 0, 0.01 and 0.02, and channel height-to-width ratio varied between 0.5 and 5. These results indicate that conduction has a significant influence on the total heat transfer rate, particularly at high Grashof numbers and high fluid-to-wall conductivity ratios. When the length of the plates increases, the total heat transfer rate firstly increases and then maintains at a constant value.

Type of Medium: Electronic Resource

URL: http://dx.doi.org/10.1007/BF01811555

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Paper (German National Licenses)

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2

Electronic Resource

Natural convection in partitioned enclosed spaces of solar collector (1990)

Chen, W. M. ; Shaw, H. J. ; Huang, M. J.

Springer

Heat and mass transfer 25 (1990), S. 59-67

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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 Die zweidimensionale, stetige, laminare freie Konvektion in unterteilten Kammern von Solarkollektoren wurde numerisch untersucht. Die Wärmeübertragung entlang dieser Kammern wurde betrachtet. Ein iteratives Finite-Differenzen-Schema wurde angewandt um die Gleichungen, welche das Strömungsfeld beschreiben, zu lösen. Der Einfluß der Rayleigh-Zahl, der thermische Leitfähigkeit, des Kammerwinkels, des Neigungswinkels und der Längenverhältnisse auf die örtlichen und durchschnittlichen Wärmeübertragungskoeffizienten des Solarkollektors wurde diskutiert. Der Bereich der Rayleigh-Zahl erstreckte sich bis zu 5 × 104, das Verhältnis der thermischen Leitfähigkeit betrug 4.5 und 30, der Kammerwinkel lag zwischen 10° und 170°, der Neigungswinkel zwischen 10° und 90° und das Längenverhältnis variierte zwischen 0.2 und 10. Die Ergebnisse beinhalten, daß die konvektive Wärmeübertragung sehr stark durch das Längenverhältnis der Kammern beeinflußt wird.

Notes: Abstract The two-dimensional, steady, laminar natural convection phenomena in partitioned enclosure of solar collector has been studied numerically. Heat conduction along the partition is considered. An iterative finite-difference scheme is employed to solve the governing equations in the flow field. The effects of Rayleigh number, thermal conductivity ratio, partition angle, tilt angle, and aspect ratio on both the local and average heat transfer coefficients of the solar collector have been discussed. The range of Rayleigh number tested was up to 5 × 104, the thermal conductivity ratio of 4.5 and 30, partition angle from 10 deg to 170 deg, tilt angle from 10 deg to 90 deg, and aspect ratio varied between 0.2 and 10. The results indicate that the convective heat transfer is strongly affected with the aspect ratio of the enclosures.

Type of Medium: Electronic Resource

URL: http://dx.doi.org/10.1007/BF01592353

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Paper (German National Licenses)

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3

Electronic Resource

Natural convection in a partitioned enclosure heated from below (1988)

Shaw, H. -J. ; Chen, C. -K.

Springer

Heat and mass transfer 22 (1988), S. 303-308

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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 numerische dreidimensionale SplineMethode zur Berechnung der zweidimensionalen Naturkonvektion in einem von unten beheizten, unterteiltem Hohlraum wird vorgestellt. Der Wärmestrom und die Temperatur auf beiden Seiten der undurchlässigen Trennwand werden als konstant betrachtet. Mit Hilfe der SADI-Prozedur werden die beschreibenden Gleichungen gelöst. Über den Einfluß der Unterteilung und der Rayleigh-Zahl auf die Strömung des Fluids und das Temperaturfeld wird eine Parameter-Studie durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, daß die Anordnung der Unterteilung und die Rayleigh-Zahl einen entscheidenden Einfluß auf das Wärmeübertragungsverhalten haben.

Notes: Abstract Cubic spline collection numerical method has been developed to determine two dimensional natural convection in a partitioned enclosure heated from below. The both sides of impermeable partition are considered to have continuity in heat flux and temperatures. The governing equations are solved with aid of the SADI procedure. Parametric studies of the effects of the partition and Rayleigh number on the fluid flow and temperature fields have been performed. Results show that the location of the partition and Rayleigh number have a significant influence on the flow and heat transfer characteristics.

Type of Medium: Electronic Resource

URL: http://dx.doi.org/10.1007/BF01387885

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4

Electronic Resource

Laminar forced convection in a channel with arrays of thermal sources (1991)

Shaw, H. -J. ; Chen, W. -L.

Springer

Heat and mass transfer 26 (1991), S. 195-201

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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 Hier wurde das Problem der laminaren Zwangskonvektion in einem zweidimensionalen Kanal mit einem Wärmequellen-Feld numerisch untersucht. Die Oberflächen der Wärmequellen wurden als isotherm vorausgesetzt. Um die Genauigkeit des Ergebnisses zu verbessern, wurden die numerischen Berechnungen mit dem A.D.I.-Verfahren und dem SIMPLER-Algorithmus durchgeführt. Das grundlegende Ziel dieser Arbeit sind die wesentlichen Wärmeübertragungsphänomene in L.S.I.-Paketen zu untersuchen, welche vorwiegend in Geräten der Mikroelektronik verwendet werden. Diese Untersuchung liefert nicht nur einen Beitrag für akademische Zwecke, sondern ist auch für die industrielle Anwendung gedacht. Der Einfluß der Reynolds-Zahl auf die Nusselt-Zahl der Wärmequellen wurde besprochen. Die Berechnungen wurden für verschiedene Zusammenstellungen der Wärmequellen gemacht. Strömungsbilder, Druck- und Temperaturverteilungen sind dargestellt worden.

Notes: Abstract The problem of laminar forced convection in a two-dimensional channel with arrays of thermal sources is studied numerically. The surfaces of the thermal sources are assumed to be isothermal. In order to promote the accuracy of the result, numerical computation is performed with alternating direction implicit (A.D.I.) method and SIMPLER algorithm. The primary purpose of this paper is to study the fundamental heat transfer phenomena in “L.S.I.” packages, which are widely used in microelectric equipments recently. The contribution of this study is not only on academic purpose but also on industrial application. Influence of Reynolds number on Nusselt number of thermal sources is discussed. Calculations are made under the conditions of different arrangements of the thermal sources. Flow patterns, pressure and temperature distributions are demonstrated.

Type of Medium: Electronic Resource

URL: http://dx.doi.org/10.1007/BF01590248

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