Effects of Solid-to-Fluid Conductivity Ratio on Thermal Convection in Fluid-Saturated Porous Media at Low Darcy Number

多孔介质 热导率 材料科学 热力学 对流 流体力学 达西数 多孔性 自然对流 机械 复合材料 瑞利数 物理
作者
Krishna C. Bavandla,V. Srinivasan
标识
DOI:10.1115/1.4067338
摘要

Abstract This study presents experimental data on the effects of the solid-to-fluid thermal conductivity ratio on natural convective heat transfer in a fluid-saturated porous medium heated from below. Argon is used as the saturating fluid, while a bed of glass, steel, or aluminum spheres constitutes the solid porous matrix. Emphasis is placed on attaining high Rayleigh numbers while maintaining low Darcy numbers (5.68 × 10−8 ≤Da≤5.22 × 10−7). At low modified Rayleigh numbers (Ra*) corresponding to the Darcy regime, the Nusselt number is independent of the medium conductivity. As Ra* increases and the system transitions into Forchheimer regime, the data diverge, with Nusselt numbers decreasing with increased thermal conductivity ratio at a fixed Ra*. This non-intuitive result is shown to be the result of the traditional choice of Ra* and Da as the controlling parameters since the heat transfer coefficient appears independent of the conductivity ratio. Scaling arguments are used to identify transition points between the regimes, which yield the transition criterion Ra* ~ Prp, where Prp is the modified Prandtl number. When the data are expressed by scaling with Prp, it is shown that the data for multiple parameter combinations collapse onto a single curve, which also agrees well with theoretical predictions. In light of this finding, the data from available literature are assessed, and it is proposed that deviations from theory are likely the result of the strong porous medium condition (low Da) not being satisfied.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Rookie发布了新的文献求助10
刚刚
pfliu完成签到,获得积分10
1秒前
ding应助Groot采纳,获得10
2秒前
写成完成签到,获得积分10
10秒前
General发布了新的文献求助10
10秒前
Orange应助畔畔采纳,获得200
11秒前
14秒前
调皮的雨灵关注了科研通微信公众号
15秒前
15秒前
17秒前
Aikebaier0127发布了新的文献求助10
17秒前
李健的小迷弟应助先字母采纳,获得10
17秒前
18秒前
18秒前
辛坦夫完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
mmmmmagic完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
Ning发布了新的文献求助10
20秒前
NexusExplorer应助风趣的绿茶采纳,获得10
21秒前
21秒前
xiaolizi发布了新的文献求助10
22秒前
ANDW发布了新的文献求助10
27秒前
29秒前
Aikebaier0127完成签到,获得积分20
29秒前
30秒前
美满的初之完成签到,获得积分10
31秒前
shiyu完成签到,获得积分10
32秒前
www发布了新的文献求助10
33秒前
34秒前
迷人的天抒完成签到,获得积分10
34秒前
34秒前
牧林听风完成签到 ,获得积分10
36秒前
36秒前
suxiang完成签到,获得积分10
36秒前
彭于晏应助Ning采纳,获得10
36秒前
愉快问筠完成签到 ,获得积分10
36秒前
山海应助认真雪曼采纳,获得10
37秒前
37秒前
38秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Development Across Adulthood 1000
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 660
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6450438
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8262759
关于积分的说明 17604210
捐赠科研通 5514621
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2903319
邀请新用户注册赠送积分活动 1880372
关于科研通互助平台的介绍 1722090