顺排布置的水平单层球自然对流换热数值研究

作者：王迪昌; 刘泽远; 刘捷; 卢文强

来源：中国科学院大学学报, 2023, 40(03): 303-312.

DOI：10.7523/j.ucas.2021.0034

• 水平单层球
• 自然对流
• 极限思想
• 中心球■数
• 关联式

通过将二维Bejan计算模型扩展到三维，研究Gr=10～3情况下排列数范围为3×3至15×15的水平单层球自然对流换热情况。研究发现：随着排列数增加，卷流作用的增强使得单层球上方区域负压增大，导致通过球体间隙从下方吸入的流体速度升高，进而强化球体和流体之间的换热；由于排列数对上游区域温度边界层影响更大，该区域Nu数受其影响更明显。此外，拟合得到中心球的■数和N之间的关联式。基于极限的数学思想，该关联式可以预测不受周围球数增加影响的中心球的■数为4.162 8，这比Gr数相同情况下的单球的■数下降30.2%。该研究既能优化加速器驱动次临界堆系统流态固体靶结构的设计，也能为其他包含大数量多球系统的工业应用提供一定的参考价值。

• 单位
  中国科学院大学; 浙江大华技术股份有限公司