Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Inverse Solution to the Vertical Plate Cooling by Radiation and Convection in Air

Hadała Beata, Malinowski Zbigniew, Gołdasz Andrzej, Cebo-Rudnicka Agnieszka

Archives of Metallurgy and Materials

|

2022

|

Vol. 67, iss. 3

1167--1178

EN

The inverse solution to the heat flux identification during the vertical plate cooling in air has been presented. The developed solution allowed to separate the energy absorbed by the chamber due to radiation from the convection heat losses to air. The uncertainty tests were carried out and the accuracy of the solution has been estimated at a level of 1%-5% depending on the boundary condition model. The inverse solution was obtained for the temperature measurements in the vertical plate. The stainless-steel plate was heated to 950°C and then cooled in the chamber in air only to about 30°C. The identified heat transfer coefficient was compared with the Churchill and Chu model. The solution has allowed to separate the radiation heat losses and to determine the Nusselt number values that stay in good agreement with the Churchill and Chu model for a nearly steady-state air flow for the plate temperature below 100°C.

2

Radiation heat transfer model using Monte Carlo ray tracing method on hierarchical ortho-Cartesian meshes and non-uniform rational basis spline surfaces for description of boundaries

Kuczyński P., Białecki R.

Archives of Thermodynamics

|

2014

|

Vol. 35, no. 2

65--92

EN

The paper deals with a solution of radiation heat transfer problems in enclosures filled with nonparticipating medium using ray tracing on hierarchical ortho-Cartesian meshes. The idea behind the approach is that radiative heat transfer problems can be solved on much coarser grids than their counterparts from computational fluid dynamics (CFD). The resulting code is designed as an add-on to OpenFOAM, an open-source CFD program. Ortho-Cartesian mesh involving boundary elements is created based upon CFD mesh. Parametric non-uniform rational basis spline (NURBS) surfaces are used to define boundaries of the enclosure, allowing for dealing with domains of complex shapes. Algorithm for determining random, uniformly distributed locations of rays leaving NURBS surfaces is described. The paper presents results of test cases assuming gray diffusive walls. In the current version of the model the radiation is not absorbed within gases. However, the ultimate aim of the work is to upgrade the functionality of the model, to problems in absorbing, emitting and scattering medium projecting iteratively the results of radiative analysis on CFD mesh and CFD solution on radiative mesh.

3

Wpływ radiacyjnej wymiany ciepła na rozkład temperatury na powierzchni płaszcza napowietrznego rurociągu ciepłowniczego w warunkach niskiej temperatury nieboskłonu

Kruczek T., Fic A.

Modelowanie Inżynierskie

|

2012

|

T. 12, nr 43

121-130

PL

Pomiędzy rurociągiem ciepłowniczym a jego otoczeniem występuje konwekcyjna i radiacyjna wymiana ciepła. Zjawiska te mają wpływ na straty ciepła z rurociągu. Radiacyjna wymiana ciepła ma szczególnie istotne znaczenie w warunkach niskiej temperatury nieboskłonu, skutkując czasem pojawieniem się na zewnętrznym płaszczu rurociągu temperatury niższej od temperatury otaczającego powietrza. W pracy przedstawiono wyniki symulacji numerycznej wymiany ciepła dla rurociągu eksperymentalnego w wymienionych wyżej warunkach. Wykorzystano w tym celu pakiet CFD ANSYS-FLUENT. Rezultaty obliczeń porównano z wynikami pomiarów.

EN

The convective and radiative heat transfer take place between thermal pipelines and their surroundings. In the case of a Iow sky temperature, the radiation heat exchange is very intensive and the temperature of the top part of the horizontal pipeline can be significantly lower than the temperature of the bottom part. Sometimes this temperature is also lower than the temperature of the surrounding atmospheric air. Numerical analysis of the heat transfer in the system: pipeline - environment is the subject of the paper. CFD package ANSYS Fluent has been employed for this purpose. Both the convective and radiative heat transfer between the external surface of the pipeline and the environment have been taken into account. The numerical results have been compared with the results of the measurements performed with the use of experimental rig, especially designed and built for validation of the presented model of considered problem.

4

Wpływ modelu własności gazu na rozkład radiacyjnego strumienia ciepła w piecu przepychowym

Gołdasz A., Malinowski Z., Telejko T., Buczek A., Straka R.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2012

|

Vol. 79, nr 1

45--49

PL

W pracy przedstawiono trójwymiarowy model numeryczny wymiany ciepła w czasie nagrzewania wsadu w piecu przepychowym przy zastosowaniu metody elementów skończonych. Radiacyjną wymianę ciepła w komorze pieca realizowano opierając się na metodzie strefowej. Strumień energii radiacyjnej docierającej do powierzchni nagrzewanego wsadu wyznaczano prowadząc obliczenia jasności w wielopowierzchniowym układzie zamkniętym, jakim jest komora pieca przepychowego wypełnionego ośrodkiem emitująco-pochłaniającym. Analizowano wpływ zastosowanego modelu własności gazu na rozkład gęstości strumienia ciepła na długości pieca przepychowego.

EN

Three dimensional numerical heat transfer model of the charge heating in the pusher furnace based on finite element method has been presented. The zone method was used in modelling the radiation heat transfer in the furnace chamber. The radiation energy flux which reaches the surface of the hot charge has been estimated from the brightness calculation in multi-surface closed system. The pusher furnace chamber filled with emitting-absorbing medium can be treated as a multi-surface closed system. The influence of the gas model on the variation of the heat flux along the length of the pusher furnace has been analyzed.

5

The influence of radiation model on the distribution of heat flux in the pusher furnace

Gołdasz A., Malinowski Z., Telejko T., Rywotycki M., Szajding A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2012

|

Vol. 57, iss. 4

1143-1149

EN

A three dimensional numerical model of the heat exchange during a charge heating process in a pusher furnace, using the finite element method, was used in this study. The radiative heat exchange in the furnace chamber was carried out based on two methods: the zone method and the method of basing on the average configuration ratio. In the zone method the flux of radiation energy reaching the surface of the heated charge was determined by performing calculations of brightness in a multi-surface closed system which is the pusher furnace chamber filled with an emitting-absorbing medium. In the second case an average configuration ratio was used by setting the radiation energy flux through linking the walls temperature with the furnace atmosphere temperature.

PL

W pracy wykorzystano trójwymiarowy model numeryczny wymiany ciepła w czasie nagrzewania wsadu w piecu przepychowym przy zastosowaniu metody elementów skończonych. Radiacyjna wymianę ciepła w komorze pieca realizowano w oparciu o dwie metody: metodę strefowa oraz w oparciu o średni współczynnik konfiguracji. W metodzie strefowej strumień energii radiacyjnej docierającej do powierzchni nagrzewanego wsadu wyznaczano prowadząc obliczenia jasności w wielo-powierzchniowym układzie zamkniętym jakim jest komora pieca przepychowego wypełnionego ośrodkiem emitująco-pochłaniającym. W drugim przypadku wykorzystano średni współczynnik konfiguracji wyznaczając strumie energii radiacyjnej poprzez powiazanie temperatury ścian z temperatura atmosfery pieca.

6

Method for determination of configuration factors in radiation heat transfer

Żukowski M.

Journal Biuletyn of Polish Society for Geometry and Engineering Graphics

|

2009

|

Vol. 19

87--91

EN

The current paper presents a method for estimating the configuration factor in heat transfer by radiation in buildings. The numerical procedurę can be used to determine exactly this quantity in any enclosure with complex geometry and strong gradient of surfaces temperature. A verification of the method is also reported in this work. The numerical results from the presented method, implemented as a computer program, are compared with the analytical Solution. A very good agreement has been found between these two procedures for determination of the configuration factor. The total error of the method, for the recommended density of surface division, is about 1%.

PL

W praktyce inżynierskiej mamy często do czynienia z pomieszczeniami charakteryzującymi się dużą asymetrią temperatury powierzchni przegród (np. w przypadku zastosowania ogrzewania podłogowego lub chłodzenie sufitowe, salonów wystawowych z dużym przeszkleniem). Chcąc w sposób dokładny dokonać analizy komfortu cieplnego oraz uwzględnić promieniowanie długofalowe w całkowitym bilansie ciepła, musimy obliczyć stosunki konfiguracji płaszczyzn izotermicznych zwanych również współczynnikami konfiguracji. Można to uczynić na podstawie wzorów lub nomogramów, gdy rozpatrujemy proste układy geometryczne. Natomiast zastosowanie metody analitycznej lub graficznej do analizy wymiany ciepła na drodze promien¬iowania długofalowego w pomieszczeniach o złożonym kształcie jest skomplikowane i bardzo pracochłonne. W referacie zaproponowano metodę obliczania wartości współczynnika konfiguracji bazującą na numerycznym rozwiązaniu tradycyjnego równania całkowego. W celu określenia dokładności zaprezentowanej metody porównano rezultaty symulacji komputerowej z wynikami dokładnymi otrzymanymi na podstawie obliczeń z wykorzystaniem wzorów analitycznych. Przy zastosowaniu optymalnej wartości gęstości podziału płaszczyzny maksymalny błąd numerycznego oszacowania wynosi około 1%.

7

On numerical analysis of thermal radiation in participating and scattering medium in metallurgical furnaces

Dionizak J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2008

|

Vol. 53, iss. 3

783-794

EN

There are numerous examples of metallurgical processes, when the technological process involves single or multiphase reacting flow at high temperaturę. The influence of thermal radiation on physical and chemical processes must be accounted for when reliable process modeling results are expected. Thermal radiation calculation can be cumbersome if inadequate numerical method is applied. The paper presents the thermal radiation model for the mixed convection, conduction and radiation heat transfer with participating media. The flux and discrete ordinates methods has been used for the solution of some example problems. Finally, the model application in 3D flash smelting process simulation has been discussed, where multiphase reacting flow is strongly influenced by the thermal radiation. The obtained results shows the dominant role of radiation scattering and emission of solid/liquid particles in overall heat transfer in the flash smelter. It is strongly advised to close the heat transfer problem by the auxiliary calculation of heat losses through the furnace walls, as it removes necessity to supply assumed temperatures of the walls and stabilizes numerical computations. Simulation results were compared with available industrial measurements.

PL

Wielofazowy przepływ z reakcjami chemicznymi w wysokich temperaturach występuje w wielu procesach metalurgicznych. Wpływ promieniowania cieplnego na przebieg konwersji chemicznej i fizycznej musi być uwzględniony na tyle precyzyjnie aby możliwe było uzyskanie wartościowych wyników symulacji takich procesów. Obliczenia wymiany ciepła przez promieniowanie może być bardzo pracochłonne o ile zostanie dobrana niewłaściwa metoda numeryczna. W artykule przedstawiono model radiacyjnego transportu energii dla mieszanej konwekcyjno-dyfuzyjnej i promienistej wymiany ciepła w ośrodku rozpraszająco-emitującym. Model oparto na równaniu transportu energii promienistej. Opisano zastosowanie metod numerycznych strumieni i kierunków dyskretnych na paru prostych przykładach. Przedstawiono także implementację opisanych metod do 3-wymiarowej symulacji procesu zawiesinowego wytopu miedzi. Otrzymane wyniki ujawniają dominującą rolę zjawiska rozpraszania i emisji promieniowania przez cząstki koncentratu w procesie wymiany ciepła w piecu zawiesinowym. Zaleca się domknięcie modelu transportu ciepła przez dodatkowe obliczenia strat ciepła przez ściany pieca, dzięki czemu unika się konieczności wprowadzania założonego rozkładu temperatury ścian pieca i równocześnie stabilizuje obliczenia numeryczne. Wyniki symulacji porównano z dostępnymi wynikami pomiarów przemysłowych.