Overview of convection and radiation in high temperature gas flows

Viskanta, R.

doi:10.1016/s0020-7225(98)00053-6

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“…Esta interacción se hace más preponderante cuando el medio contiene humedad, CO2 y/o partículas o gotas de líquido (medios participantes) [24], siendo éstas últimas determinantes para tener en cuenta la dispersión. Los efectos mencionados son expresados en la ecuación de transferencia de energía, ecuación (19) (Radiative Transfer Equation, RTE por sus siglas en inglés) [27], [28], la cual representa el problema matemático a resolver, de complicada solución, pues es una ecuación integro-diferencial.…”

Section: Ingeniería Y Cienciaunclassified

“…De igual manera, como se mencionó anteriormente, los cuerpos en general tienen un comportamiento espectral a la radiación, es por esto que es necesario modelar las propiedades de acuerdo a este principio. Para esto existen diferentes modelos entre los cuales se encuentran [28], [35], [45]: Line-by-line: este realiza un cálculo numérico espectral para todas las líneas o de todas las especies radiantes teniendo en cuenta la transición energética de los niveles cuánticos de las moléculas de gas [45]. Requiere una alta discretización de la región infrarroja (cerca de 10 6 discretizaciones), y a alta temperatura es necesario un conocimiento preciso de un alto número de líneas (base de datos) [28], por lo cual resulta impráctico.…”

Section: Modelos De Propiedades Radiantesunclassified

“…Entre estos están los que incluyen los datos de emitancia total como el de suma ponderada de gases grises (WSGG -WeightedSum of the Gray Gases- [35]) y el no-homogéneos de transmitancia total (TTHH -Total Transmittance non-Homogeneous-). Los gases grises han demostrado muy buen comportamiento, pero se limitan a la influencia en particular de los compuestos más participantes como el CO 2 y el H 2 O, por esto existen problemas para espesores ópticos demasiado pequeños o demasiado grandes, pues presenta problemas de indeterminación del comportamiento espectral del agua [28].…”

Section: Modelos De Propiedades Radiantesunclassified

“…Para esto, el modelo del grupo espectral (SG) se presenta como una alternativa para involucrar el EWB, pues este computa los coeficientes de gases grises que aparecen en WSGG, reteniendo la misma forma de la RTE sobre los intervalos espectrales fijados; pero el tiempo de cálculo se incrementa enormemente [28].…”

Section: Modelos De Propiedades Radiantesunclassified

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La radiación infrarroja como mecanismo de transferencia de calor de alta calidad en procesos de calentamiento

2012

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En este artículo se pretende abordar la radiación infrarroja como un mecanismo principal de transferencia de calor de alta calidad en diferentes procesos de calentamiento, resaltar la pertenencia y problemática en el uso, la caracterización y el diseño de las tecnologías propias accionadas por sistemas de combustión. Para esto, se resume su fenomenología, sus definiciones, suposicionesy soluciones; se abordan algunos métodos numéricos utilizados para la solución de la ecuación de transferencia de radiación (Radiative TransferEquation (RTE)) y el acoplamiento de éstos a los códigos CFD (ComputationalFluids Dynamics); como también los tipos de equipos radiantes utilizados con mayor frecuencia, en especial los tubo radiantes; al igual que ciertas metodologíasexperimentales usadas para caracterizar los sistemas radiantes, y algunas metodologías de diseño. Se encontró, que el modelo del flux y el de transferencias discretas son pertinentes para darle solución al fenómeno con ayuda de los códigos CFD, como también, que el elemento de medición principalmente utilizado en las mediciones experimentales es el radiómetro; y que la metodología de diseño más práctica puede ser la optimización.

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Section: Ingeniería Y Cienciaunclassified

Section: Modelos De Propiedades Radiantesunclassified

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La radiación infrarroja como mecanismo de transferencia de calor de alta calidad en procesos de calentamiento

2012

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“…These hypotheses give a small accuracy to engineering analysis due to the complicated solution method of transport equations when radiative behavior of real gas is taken into account. As pointed out by many researchers [1][2][3] , the main fundamental difficulties in the problem of combined radiative and convective heat transfer are the non-gray behavior of gases, the multidimensional nature of radiative transfer and the resulting coupling between different volume elements in the medium.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Combined Thermal Radiation and Mixed Convection in an Inclined Circular Duct

Lakhal¹,

Trabelsi²,

Sediki³

et al. 2009

American J. of Engineering and Applied Sciences

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Problem statement: Modeling thermal radiation with simultaneous buoyancy and forced convection for real gases flowing inside system with complex geometry is a difficult task encountered in engineering applications. Purpose of this study was to research numerically the interaction of mixed convection and thermal radiation in laminar air flow inside an inclined cylindrical duct with Uniform Wall Heat Flux (UWHF). This study highlighted the radiative double effects of water vapor in air flow on thermal and on dynamic fields. Approach: Flow equations and energy balance equation were solved simultaneously with temperature dependant thermophysical properties. An implicit finite difference technique was used to solve mass, momentum and energy equations. In order to take into account the non-gray radiative behavior of water vapor (H 2 O), a global absorption distribution function model was used to represent the infrared radiative properties. Results: Results were presented in term of temperature, velocity and radiative power fields and of evolution of bulk temperature and Nusselt numbers. Effects of thermal radiation on temperature and on velocity distributions were also examined. Conclusion/Recommendations: It was shown that inclination angle of duct had a significant effect on thermal and dynamic fields especially for thick medium. Radiation strongly affected the velocity profiles. Numerical results were discussed referring to available experimental data in order to improve estimations of engineering parameters.

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Numerical simulation of coupled radiation‐convection heat transfer of high‐temperature developing flow in tube

Xia

Zhang

Tan

et al. 2003

Heat Trans. Asian Res.

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By combining the discrete ordinate method with the control volume method, the coupled radiation-convection heat transfer of high-temperature developing laminar flow in a tube is investigated numerically. The radiative transfer is solved by the discrete ordinate method and its contribution to thermal balance is dealt with as a source term in the energy equation, which is solved, as well as the momentum equation, by the control volume method. The effects of medium optical thickness and tube wall temperature on the temperature distribution in medium as well as the heat flux and local Nusselt number on wall are analyzed. The results show that the radiation heat transfer of high-temperature medium influences the temperature distribution and convection heat transfer greatly, and plays an important role in the heat transfer of developing laminar flow in a tube.

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Overview of convection and radiation in high temperature gas flows

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La radiación infrarroja como mecanismo de transferencia de calor de alta calidad en procesos de calentamiento

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Combined Thermal Radiation and Mixed Convection in an Inclined Circular Duct

Numerical simulation of coupled radiation‐convection heat transfer of high‐temperature developing flow in tube

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