Heat Transfer and Orientation Effects in the Problem of Partially Heated Coaxial Cylinders

Abstract

This paper reports the results of numerical simulation of a steady-state convective flow of incompressible fluid in the gap between two coaxial cylinders. We assume that only half of the inner cylinder is heated, and the external cylinder is kept at constant temperature. It has been established that the rotation of the heater through a certain angle causes the convective plume axis to deviate. This strongly affects the flow pattern and the related heat transfer process. The dependence of the position of the temperature maximum near the surface of the outer cylinder on the orientation of the heated portion of the surface of the inner cylinder is detected. АннотацияВ работе приводится описание результатов численного моделирования стационарного конвективного течения несжимаемой жидкости в зазоре между двумя коаксиальными цилиндрами. Одна часть боковой поверхности внутреннего цилиндра считается теплоизолированной, другая -служит нагревателем. Внешний цилиндр поддерживается при постоянной температуре. Показано, что при повороте нагревателя отклоняется ось конвективной струи, что, в свою очередь, приводит к изменению структуры течения в зазоре и характера теплообмена в жидкости. Обнаружена зависимость положения пика температуры вблизи поверхности внешнего цилиндра от ориентации нагретого участка поверхности внутреннего цилиндра.Ключевые слова: естественная конвекция, локальный нагрев, коаксиальные цилиндры, стационарное течение.