Jökull


Jökull - 01.12.1973, Síða 23

Jökull - 01.12.1973, Síða 23
T= 0 -----X/2 T = T0 or dT/dz = 0 Fig- 1. Two dimensional convection cell model. where c is the specific heat at constant pressure. The heat transport equation (2) has been simpli- fied so that it involves only the vertical com- ponent of the convective heat transport uzy3- The horizontal convective heat transport terms contained in (5) have been neglected. Tlie resulting linearized Rayleigh model is physically quite simple. Laminar viscous fluid wrculation is driven by a pressure gradient re- sulting from the thermal expansion of the fluid. Heat is transported vertically by conduction and convection, but thermal conduction is the °nly mode of horizontal heat transfer. In this light, we consider the model of a two-dimensional convection cell of wavelength X depicted in Fig. i. The homogeneous fluid ls confined between rigid horizontal planes separated by a distance h with tlie upper sur- face maintained at T = 0. The walls of the cell are assumed rigid and thermally insulated. It is further assumed that horizontal heat con- duction can be neglected and that the flow takes place around rigid, thermally insulating cores. This assumption simplifies the calcula- tions considerably and does not seriously alter the convection process. Two different condi- tions will be used at the lower boundary of the cell. If the fluid is heated from below, the condition at the lower surface is T = 'I’o- If the fluid is internally heated, the condition of zero heat flux, dT/dz = 0, is employed. The model in Fig. 1 is shown again in Fig. 2. The flow is assumed to circulate around the core through a channel of width t- Clearly, the stability problem presented here is of the same nature as the Rayleigh problem. Convection will not occur unless a certain critical temperature difference between the upflowing and the downflowing sections can be maintained in order to provide the required buoyancy forces. The essential difference between a two-dimen- sional Rayleigh model of fixed wavelength and the present model lies in the neglecting of the horizontal heat conduction. Mathematically, the term 32T' / 3x2 has been dropped from the perturbation equation (2). To arrive at the strip model we now make the further simplification that the convective flow is uniform about the core and the flow velocity is constant over the width t- The work- ing model for calculating the temperature then becomes that shown in Fig. 3. The cell has been cut along the dotted line (Fig. 2), and the flow channel has been stretched out as a strip. The bottom of the channel has been folded into the plane x = L/2. Fleat losses through the upper surface of the cell now place through the ends of the strip. The problem then reduces to that of determining the tem- perature distribution in a strip of length L and width t- The ends of the strip are held at T = 0; there are no heat losses through the rigid horizontal surfaces and the flow is uni- form in the x direction. For a fluid heated from below, the condition T = To exists at T = 0 X/2 T = T0 or dT/dz = 0 Fig. 2. Equivalent convection model. JÖKULL 23. ÁR 21
Síða 1
Síða 2
Síða 3
Síða 4
Síða 5
Síða 6
Síða 7
Síða 8
Síða 9
Síða 10
Síða 11
Síða 12
Síða 13
Síða 14
Síða 15
Síða 16
Síða 17
Síða 18
Síða 19
Síða 20
Síða 21
Síða 22
Síða 23
Síða 24
Síða 25
Síða 26
Síða 27
Síða 28
Síða 29
Síða 30
Síða 31
Síða 32
Síða 33
Síða 34
Síða 35
Síða 36
Síða 37
Síða 38
Síða 39
Síða 40
Síða 41
Síða 42
Síða 43
Síða 44
Síða 45
Síða 46
Síða 47
Síða 48
Síða 49
Síða 50
Síða 51
Síða 52
Síða 53
Síða 54
Síða 55
Síða 56
Síða 57
Síða 58
Síða 59
Síða 60
Síða 61
Síða 62
Síða 63
Síða 64
Síða 65
Síða 66
Síða 67
Síða 68
Síða 69
Síða 70
Síða 71
Síða 72
Síða 73
Síða 74
Síða 75
Síða 76
Síða 77
Síða 78
Síða 79
Síða 80
Síða 81
Síða 82
Síða 83
Síða 84
Síða 85
Síða 86
Síða 87
Síða 88
Síða 89
Síða 90
Síða 91
Síða 92
Síða 93
Síða 94
Síða 95
Síða 96
Síða 97
Síða 98
Síða 99
Síða 100
Síða 101
Síða 102
Síða 103
Síða 104
Síða 105
Síða 106
Síða 107
Síða 108
Síða 109
Síða 110
Síða 111
Síða 112
Síða 113
Síða 114
Síða 115
Síða 116
Síða 117
Síða 118
Síða 119
Síða 120
Síða 121
Síða 122
Síða 123
Síða 124
Síða 125
Síða 126
Síða 127
Síða 128
Síða 129
Síða 130
Síða 131
Síða 132

x

Jökull

Beinleiðis leinki

Hvis du vil linke til denne avis/magasin, skal du bruge disse links:

Link til denne avis/magasin: Jökull
https://timarit.is/publication/1155

Link til dette eksemplar:

Link til denne side:

Link til denne artikel:

Venligst ikke link direkte til billeder eller PDfs på Timarit.is, da sådanne webadresser kan ændres uden advarsel. Brug venligst de angivne webadresser for at linke til sitet.