辐射与对流条件下梯形肋片传热特性研究

"该研究探讨了在辐射和对流共存的情况下，梯形肋片的传热特性。通过采用四阶龙格-库塔法和牛顿-拉斐森迭代法进行数值模拟，分析了肋片沿高度方向的温度分布，并考察了不同参数如导热系数、辐射率、肋根温度、肋高和肋间距对传热性能的影响。此外，对比了考虑辐射的矩形肋、三角形肋与不考虑辐射的梯形肋的传热差异，强调了在高温环境中考虑辐射效应的重要性，为工程设计提供参考。" 在传热工程领域，肋片被广泛用于增强热交换器的效率，尤其是通过增加表面积来提高换热量。本研究聚焦于辐射和对流这两种主要的传热方式，特别选择了梯形肋片作为研究对象，因为它们在实际加工和工程应用中具有较高的实用性和便利性。研究中，作者首先假设了一个一维稳定传热模型，其中肋片被视为灰体，其辐射率和导热系数不随温度变化，并且忽略了肋根处的辐射传热。 在建立数学模型时，作者考虑了几个关键因素：稳定的热传输、周围介质温度恒定、肋片的辐射特性和对流换热系数。通过能量平衡方程，他们建立了描述辐射和对流共同作用下的肋片传热问题的数值模型。通过求解这一模型，可以得到肋片高度方向上的温度分布变化。 分析结果显示，导热系数、辐射率、肋根的初始温度、肋片的高度以及肋片之间的间距都会显著影响传热效果。这些参数的改变会直接影响肋片的热传递效率，从而影响整个系统的热管理。同时，研究对比了辐射条件下的矩形肋、三角形肋和仅考虑对流的梯形肋，揭示了各种形状肋片在辐射影响下的性能差异。 对于工程设计来说，这些发现至关重要。例如，在高温设备或系统设计中，准确预测和优化肋片的传热性能能够提高能源效率，减少冷却需求，从而降低运行成本。因此，这项研究不仅提供了理论依据，也为实际工程应用提供了有价值的指导。