Konjugierte Wärmeübertragungsanalyse einer Wärme erzeugenden vertikalen Platte

Dieses Papier befasst sich hauptsächlich mit dem konjugierten Wärmeübertragungsproblem, das für das rechteckige Brennelement eines Kernreaktors relevant ist, das Wärme in einen sich nach oben bewegenden Strom flüssigen Natriums ableitet. Einführung in Grenzschichtannäherungen, Die Gleichungen, die die Strömungs- und Wärmefelder im Fluidbereich regeln, werden gleichzeitig zusammen mit der zweidimensionalen Energiegleichung im Festkörperbereich gelöst, indem die Kontinuität von Temperatur und Wärmefluss an der Fest–Fluid-Grenzfläche erfüllt wird. Die Grenzschichtgleichungen werden unter Verwendung eines vollständig impliziten Finite-Differenzen-Schemas diskretisiert, um das Marching-Technik-Lösungsverfahren anzuwenden, während ein zentrales Differenzschema zweiter Ordnung verwendet wird, um die Energiegleichung im Festkörperbereich zu diskretisieren, und das resultierende System von Finite-Differenzen-Gleichungen wird unter Verwendung eines iterativen Lösungsverfahrens nach Gauß–Seidel gelöst. Numerische Ergebnisse werden für eine Vielzahl von Parametern wie Seitenverhältnis, Ar, Leitungs–Konvektionsparameter, Ncc, Wärmeerzeugungsparameter, Q und Durchfluss-Reynolds-Zahl, Re, dargestellt. Daraus wird geschlossen, dass es einen oberen oder unteren Grenzwert dieser Parameter gibt, oberhalb oder unterhalb dessen die Temperatur im Brennelement ihre zulässige Grenze überschreitet. Es zeigt sich auch, dass eine Erhöhung der Re zu einer erheblichen Erhöhung der Gesamtwärmeabfuhrrate aus dem Brennelement führt.