Combined Radiation-Natural Convection Heat Transfer in a Rectangular Enclosure

직사각형 밀폐공간내에서의 복사 및 자연대류 열전달

A numerical analysis has been conducted on the interaction of the thermal radiation and natural convection in a rectangular enclosure filled with a gray fluid. P-1 approximation is adopted for the radiative transfer and its application limit is examined. Considered are the Stark number effect, the optical thickness effect and the wall emissivity effect on the flow and heat transfer characteristics. As the Stark number increase or the optical thickness decreases, the boundary layer thickness and the flow velocity increase. Transition to turbulence is retarded with the increase of the radiation effect. When the optical thickness is one, the radiation effect is negligible for the Stark numbers larger than 10.

본 연구에서는 직사각형 밀폐공간내에서 자연대류와 복사의 상호 영향에 대해 서 P-1 근사를 이용하여 수치적으로 해석하였다.밀폐공간내에서의 온도분포, 속도 분포 및 열전달계수를 구하였으며 열경계층내에서의 전도와 복사의 상호 영향에 대하 여 고찰하였다. 표면 복사만이 존재하는 경우에 대해서도 고찰함으로써 P-1 근사의 적용한계를 규명하였다. 벽면을 산광 방사 및 반사체(diffuse emitter and reflec- tor)로, 기체는 회색체(gray body)로 가정하였다. 이는 복사 물성치의 파장에 따른 변화를 고려할 때의 대단히 복잡한 계산 과정을 피할 수 있고, 현재의 이론적 수준에 비추어 복사 열전달의 열향을 정성적으로 규명하는데 타당한 가정이다.