隔板對流系統的熱流特性及熱量輸入與傳遞特性*

林澤鵬 徐圣卓 包蕓

(中山大學航空航天學院, 廣州 510275)

采用DNS方法對隔板對流裝置進行模擬計算, 研究系統中熱流特性以及熱量輸入與傳遞特性.討論了熱流的縱向和橫向輸運特性, 在此基礎上對傳熱通道和狹縫區域的熱通量以及對應底板外界輸入熱通量進行了定量化分析.研究結果表明, 通道中低溫流體向下沖擊底板而后轉入水平運動, 流入狹縫區域并不斷被加熱, 只進行水平的熱量輸運.流出狹縫后的高溫流體在傳熱通道中匯聚形成向上噴流, 進行熱量傳遞.水平熱量輸運的區域對應的底板外界輸入的熱通量很大, 占總輸入熱通量的92%, 狹縫區域底板外界輸入熱通量占總量的64%, 縱向熱量傳遞區域對應底板外界輸入熱通量很小.不同幾何參數隔板對流系統都具有增強傳熱效果, 狹縫高度較小時對應的增強效果較強.隔板數n = 11及狹縫高度d = 0.01時系統傳熱Nu數值最大,是無隔板時的3倍以上.

1 引 言

熱對流現象在自然科學和工程科學中廣泛存在, 湍流熱對流特性的研究具有重大意義[1?2].Rayleigh-Bénard (RB)熱對流是熱對流研究領域中最典型的流動物理模型之一[3].RB熱對流系統存在豐富而復雜的流動和熱輸運現象, 一直受到國內外學者的關注和研究.已有大量關于RB熱對流的研究成果[4?9].

增強對流裝置的傳熱效率始終是這一研究領域的重要目標之一.非傳統RB熱對流是近年來增強傳熱研究的熱點.例如旋轉RB對流, 在特定參數下熱羽流由于Ekman pumping效應被拉伸成柱狀渦流, 從而可以高效的抽吸溫度邊界層中流體, 達到顯著增強系統傳熱的效果[10?14].具有粗糙導熱板的RB對流系統在一定參數范圍內, 粗糙單元能夠有效的提高羽流從溫度邊界層中脫落的頻率, 起到增強系統傳熱效率的作用[15?17].不加入外界能量的被動方式可以增強的傳熱效率大多在1倍以內, 對于安全要求較高的系統, 被動方式的增強傳熱則非常重要.

Bao等[18]在寬高比為5的對流槽內等距加入豎直隔板并在隔板頂端與底板間留有狹縫, 實驗中選取隔板數n的范圍為 0 ≤n≤ 6, 3.5 × 107≤Ra≤ 8.3 × 108, 數值模擬選取 0 ≤n≤ 35,Ra=108, 結果發現隨著隔板數的增加, 數值模擬與實驗數據得出Nu一致, 并且當隔板數增加到28時傳熱Nu數存在著最大幅度的上升, 增強傳熱最高能達到無隔板時的2.3倍.這種加入隔板的熱對流系統并不需要外界能量輸入, 而是由于熱流的對稱破缺自組織產生了繞隔板的單向熱流, 使得隔板對流系統能產生高效增強傳熱.包蕓等[19]進一步的數值模擬研究發現, 通過調整狹縫高度, 系統傳熱Nu數可達無隔板時的3.1倍.他們對隔板對流系統展開系統深入地研究, 發現當隔板間的通道寬度b和狹縫高度d滿足b≥ 4d時, 狹縫尺寸d是控制系統流動和溫度分布特性的關鍵幾何參數[20];隔板對流系統的壓力特性為狹縫中的流動由水平壓力驅動, 傳熱通道中縱向壓力差與浮力基本相等, 縱向流動通過水平狹縫流動的連續性保持[21];狹縫高度d決定熱通道中的溫度漂移特性, 傳熱通道寬度b的變化對單個通道的溫度漂移特性和傳熱特性影響很小, 但較小的通道寬度會增加系統的傳熱通道個數, 進而影響系統的整體傳熱效率[22];同時還研究了系統傳熱Nu數隨幾何參數和Ra數的變化規律[23].此外, Bao等[24]還發現狹縫高度與邊界層厚度間存在著較強的相關關系.

本文基于隔板對流系統的數值計算結果, 對系統的熱量輸運過程進行分析, 研究討論系統中熱流這個與傳熱直接相關的物理量在不同區域的流動特性, 并通過局部區域熱通量定量化分析, 探討隔板對流系統中的高效增強傳熱機制.

2 隔板對流系統的計算模型與物理特性

已有的隔板對流系統計算研究工作表明, 在隔板數較多的層流狀態下系統流動及其物理特性具有很好的二維性[17].因此本文采用二維計算, 討論隔板數較多時具有單向層流流動的系統中熱流輸運特性以及增強傳熱機制.

基于Oberbeck-Boussinesq近似, 無量綱化的二維RB熱對流方程為:

其中,V為速度,P為壓力,q為溫度,k表示縱向的單位向量.計算邊界條件為下底板加熱,q= 0.5;上底板冷卻,q= – 0.5.速度邊界條件為無滑移邊界, 左右側壁以及隔板壁面均為絕熱條件.采用常用的交錯網格, 時間方向采用一階精度, 空間采用二階精度離散格式.系統中的控制參數包括Ra=gβ?θH3/υκ和Pr=υ/κ,β為 熱 膨 脹 系 數 ,g為重力加速度, ?θ為上下壁面溫差,H為系統裝置的高度, 本文取Ra=108,Pr= 5.3,Ra數大小在實驗所選的參數范圍內,Pr數代表工作介質為水, 參數選取與實驗保持一致[18].

首先選取幾何參數寬高比G= 2, 隔板厚度l= 0.12, 狹縫高度d= 0.015, 隔板數n= 9 (對應通道寬度b= 0.092)的系統作為典型研究模型進行數值計算, 討論隔板對流系統的溫度和流動特性.

圖1給出的是系統溫度場和流線分布.明顯可見, 傳熱通道中向上流動形成單向的紅色表示高溫流體, 向下流動形成單向的藍色表示低溫流體, 使得兩種通道都形成單純的正向熱量傳遞過程, 產生了驚人的成倍增強傳熱效果[18].圖中圍繞隔板的流線顯示, 相鄰通道間存在封閉的繞隔板環流結構, 使得向下冷通道的低溫流體在沖擊高溫下底板并流經狹縫的過程中被不斷加熱, 產生高溫流體隨后進入向上熱通道并將熱量傳遞到低溫上底板, 經過上底板冷卻后低溫流體再一次向下流動.這種繞隔板流體被加熱和冷卻的閉合環具有很高的熱量輸運和傳遞效率.

圖1 對流系統中的溫度場和流線圖Fig.1.Temperature field and streamline of partitioned convection system.

為了深入研究隔板對流系統中熱量輸運和傳遞過程, 本文將探討和分析系統中與傳熱直接相關的物理量—熱流的特性及其對熱量輸運和傳遞機制的影響.

3 隔板對流系統的熱流流動特性和傳熱機制

在熱對流系統中, 影響傳熱的熱通量包括兩個部分, 一個是通過流體運動產生的對流傳熱, 另一個是由流體間溫差引起的熱傳導傳熱.與通常的湍流熱對流中冷熱羽流混雜運動完全不同, 本文的隔板對流系統所產生的單向層流流動較為特殊, 傳熱通道中的單向流動攜帶溫度形成單純的向上高溫熱流和向下低溫熱流, 因此通道中的熱流運動特性可以很好地反映系統的對流傳熱特性.

3.1 隔板對流系統中傳熱通道熱通量分布

首先研究系統中每個傳熱通道中的熱通量分布情況.由于熱通量在離開狹縫區域的整個隔板間傳熱通道中是守恒量, 因此只需計算系統縱向中部位置的熱通量.對每個傳熱通道進行橫向積分, 單通道的熱通量計算公式為

其中x,y分別表示橫向和縱向位置.計算結果為無量綱的熱通量, 結果如圖2所示.

圖2 隔板對流系統中不同傳熱通道的熱通量Fig.2.The heat flux of different heat transfer channels in partitioned convection system.

圖2給出寬高比G= 2下隔板數n= 9和狹縫高度d= 0.015時隔板對流系統傳熱通道的熱通量分布.可以見到, 除靠近系統側壁的兩個通道外, 系統內部各個傳熱通道中的熱通量基本相等.系統側邊通道由于僅有一側狹縫相連, 通過流量守恒由狹縫輸入熱通道中流量只有一半, 所以熱通量也大致只有一半.

圖2中的結果表明, 系統內部與熱流特性相關的各個傳熱通道熱通量具有一致性, 故在隔板對流系統的熱流特性以及底板熱量輸入特性的研究中,只需探討單通道的特性.

3.2 傳熱通道及其連接區域狹縫中的熱流特性

熱流的大小等于速度與溫度的乘積, 直接反映流體對流過程中帶動熱量的情況.在遠離溫度邊界層的大部分區域由熱流導致的對流傳熱占主要作用, 熱傳導引起的熱量傳遞很小.而在狹縫中雖然存在較大縱向溫度梯度, 但不影響水平熱流輸運過程.因此, 本文重點研究隔板對流系統中對增強傳熱起主導作用的熱流特性.

文獻[21,22]在研究隔板對流系統的壓力特性和溫度特性時, 僅對主導傳熱效率的傳熱通道中的壓力和溫度特性進行了討論.在討論隔板對流系統的熱流特性及底板輸入熱量特性時, 由于流動的連續性以及隔板頂端狹縫區域對應的底板輸入熱量作用很大, 因此本文的研究區域包括狹縫以及其連接的左右傳熱通道, 探討整個系統中流動帶動熱量輸運的完整特性.

隔板對流系統由于隔板的加入, 在幾何上將空間分割為水平狹縫和縱向傳熱通道兩個部分.由于繞隔板的流動存在一定的對稱周期性, 選取系統局部區域對流場和熱流特性進行詳細研究, 研究區域包括向上流動和向下流動的兩個相鄰通道的下部分和連接兩者的狹縫區域.由于熱流為矢量, 本文將隔板對流系統中的熱流分解為縱向熱流和橫向熱流分別討論, 其中縱向熱流直接影響傳熱效率,而水平橫向熱流對系統縱向傳熱沒有作用, 僅起到水平熱量輸運的作用.本文無量綱的局部縱向熱流計算式為vq, 橫向熱流計算式為uq.

圖3給出了縱向熱流分布及對應的速度場.在圖3顯示的縱向熱流中, 由于隔板對流系統的流動特性, 通道中低溫流體向下運動如藍色箭頭, 高溫流體向上運動如紅色箭頭, 但對于熱流均為向上輸運熱量, 因此縱向熱流均為正值.圖中顏色深淺代表熱流分布的數值大小.

圖3 隔板對流系統局部區域縱向熱流分布特性Fig.3.An enlarged portion of the vertical heat flow field in partitioned convection system, the arrows represent the direction of the flow.

圖3中可以看到, 左側向下流動通道中的縱向熱流, 在遠離底板時除靠近隔板壁面區域外基本均勻, 近隔板壁的熱流較小則是由于近壁面速度很小造成的.隨著冷流體進一步向下運動并沖擊底板,流體分別向兩側狹縫流動, 速度逐漸轉為水平方向, 在狹縫中僅存在水平槽道流動[20], 縱向熱流消失.此時狹縫中沒有縱向熱流, 也就是說狹縫中對傳熱效率的貢獻為零.

流體從狹縫中流出進入右側向上流動的熱流通道, 來自兩側狹縫的射流在通道中部匯聚, 并形成向上的集中噴流.噴流中帶有較高的溫度熱流,在噴流區域形成了強熱流, 其左右兩側熱流值很小, 同時高溫也意味局部浮力較強, 使得噴流具有向上的加速流動.隨著高度逐漸增加, 由于溫度場的擴散作用, 通道中的高溫噴流逐漸向兩側擴展,縱向熱流也趨于均勻.由于熱流的對稱性, 向上熱通道的上部與圖中左側的冷通道中熱流分布對稱.

圖4為隔板對流系統局部區域的橫向熱流分布特性及對應速度場, 藍色為負熱流, 紅色為正熱流.其中橫向熱流的正負值定義為: 在圖4的局部區域中由底板加熱產生的高溫(q> 0)橫向熱流為正熱流, 冷通道向下輸運的低溫(q< 0)流體轉向產生的低溫橫向熱流為負熱流.

圖4 隔板對流系統局部區域橫向熱流分布特性Fig.4.An enlarged portion of the horizontal heat flow field in partitioned convection system.

從圖4中可見, 冷通道中的低溫流體沖擊底板并被高溫底板加熱, 和尚未被加熱的冷流體一起流入狹縫, 在狹縫中形成上部為低溫冷流和下部為高溫熱流的狀況, 且在高溫底板的持續加熱作用下,高溫熱流不斷增長.當流體流出狹縫時, 已基本上變為高溫熱流, 進入熱通道后高溫橫向熱流區迅速增大, 對應熱流數值變小, 并與對面另一個狹縫的高溫熱流匯聚, 使得流動轉向.隨著高度的增加,通道中的橫向熱流逐漸消失, 由守恒關系知橫向熱流全部轉化為向上的縱向熱流.

在傳熱通道的正中靠近底板處, 無論是冷通道的沖擊點還是熱通道底部兩射流的匯聚點, 均為流動的駐點, 而緊鄰底板邊界處, 溫度雖然較高但速度為零, 因此熱流為零.

3.3 傳熱通道和狹縫不同區域熱通量定量化分析

本文通過計算傳熱通道和狹縫兩個不同幾何區域的熱通量定量分析局部熱流變化, 并計算不同區域從恒溫底板外界輸入流體的熱通量, 進而探討不同區域對增強傳熱效率的貢獻.

在遠離狹縫的位置對傳熱通道的熱流進行水平積分, 計算傳熱通道中的縱向熱通量, 此時可以忽略溫度梯度對熱通量的影響.在狹縫的入口和出口, 僅對水平熱流進行縱向積分, 計算出流入狹縫和流出狹縫的熱通量, 此時邊界層溫度梯度雖然很大但對水平熱通量沒有貢獻.由于存在底板加熱過程, 狹縫流入和流出的熱通量值不相等.同時, 可以通過對底板邊界處溫度梯度的積分, 計算不同區域由底板傳入流體的熱通量.以上熱通量均為無量綱值.

在定量化熱流特性分析中, 由于傳熱通道中熱流的對稱性及系統流動的守恒性, 分別只計算半個冷通道和熱通道的熱通量, 便于分析流體熱量傳遞和與其保持一致的底板外界熱量輸入.圖5為系統局部區域傳熱過程定量化分析圖, 研究區域包括半個冷通道下部、半個熱通道下部以及連接二者的狹縫.圖中藍色箭頭為低溫冷流, 紅色箭頭為高溫熱流, 數字表示相應位置熱通量.紅色底板上的數字是流體在不同區域的熱通量, 底板下方的數字是3個區域及總體從高溫底板外界輸入流體的熱通量.可以看見, 從冷通道和熱通道向上輸運的熱通量總和與從高溫底板外界輸入流體的熱通量總和均為14.64, 兩者相等.

圖中箭頭所示的熱流流動特性在上節定性分析中已經討論, 這里對各個區域的熱通量進行定量分析.數字的正值表示對系統傳熱是正貢獻, 負值表示為負貢獻.左側半個低溫流體向下流動的熱通量為7.32, 沖擊熱底板后對應底板區域輸入熱通量為4.08, 隨后包含低溫和加熱的流體流入狹縫, 在狹縫入口處輸入的水平熱通量為–3.24, 即該區域底板加熱流體的能力不夠, 使得流入狹縫的流體熱流對整體傳熱的貢獻為負.在狹縫區域, 流體流經時不斷被高溫底板加熱, 此時底板輸入熱通量為9.39, 到狹縫出口時熱通量變為6.15.轉入右側高溫熱通道后, 該區域底板仍對流體有加熱作用, 但流體以射流流出狹縫再轉向上的過程中, 溫度較高導致底板處的溫度梯度值較小, 底板輸入熱通量僅為1.17, 最終半個向上輸運熱通道的熱通量為7.32.根據對稱性, 高溫通道中流向頂板的流體, 將在頂板通過狹縫進一步冷卻, 并再次形成向下流動的低溫流體.通過這一循環過程, 實現了隔板對流系統中只出現單向層流流動的增強傳熱特性.

圖5 系統局部區域熱流熱通量變化及底板傳熱特性定量表示Fig.5.Change of heat flux and heat flow in partial area of the system and quantitative representation of the heat transfer on the bottom plate.

上述的熱流運動過程中可以看到, 由隔板分割成的3個區域的熱量輸運流入和流出都是守恒的.從高溫底板輸入熱通量的分布看, 在冷通道底部由于冷流的沖擊輸入的熱通量值為4.08, 但這部分被加熱的流體不能進行向上傳量傳遞, 只能隨剩余低溫冷流橫向流入狹縫.本文討論的厚隔板使得狹縫長度足夠長, 由此狹縫區域底板輸入熱通量值為9.39.由于這兩個區域的熱流沒有向上的流動, 所以只能進行水平的熱量輸運而不能進行向上熱量傳遞.到熱通道, 流動逐漸轉變為向上的單向流動,所有的熱流最終在熱通道中進行熱量傳遞.由于兩個相向的狹縫射流匯集形成向上的熱噴流, 反而造成此處的溫度邊界層很厚, 底板熱量輸入僅為1.2.前兩個區域由底板傳入的熱通量占整體底板傳入熱通量的 (4.08 + 9.39)/(4.08 + 9.39 + 1.17) =0.92, 即只有橫向水平熱量輸運的區域通過底板從外界輸入流體的熱通量占92%, 而厚隔板形成的狹縫區從外界輸入的熱通量值最大, 占外界輸入熱通量的64%.

從以上熱流特性的定量分析可以看到, 由于隔板分割成的3個區域限定了流動方向, 可以分別討論系統內部熱流進行水平熱量輸運和縱向熱量傳遞的特性, 以及對應區域底板外界輸入熱通量.分析結果顯示, 只有水平熱量輸運的區域其底板從外界輸入的熱通量很大, 而在向上熱流傳熱通道中,熱流向上傳遞區域對應的外界輸入熱通量卻很小.隔板對流系統的不同幾何區域的熱流流動特性以及從底板外界輸入熱通量能力特性表明, 底板外界輸入熱量的主要區域和流體內部熱量傳遞的主要區域是不相同的.

隔板對流系統的熱流輸運特性及底板輸入熱通量特性, 對探討進一步提高系統的傳熱能力具有指導意義.

4 幾何尺寸變化對傳熱特性的影響

由于隔板的加入, 隔板對流系統的幾何參數數量較多, 不利于討論和優化.研究表明, 厚隔板系統中狹縫高度是關鍵幾何參數[20], 可以決定單個傳熱通道中溫度、壓力和速度特性.因此, 在研究幾何參數對熱流特性以及底板輸入熱量特性的影響時, 只需要討論狹縫高度的變化對單個傳熱通道物理量的影響, 以及隔板數量變化對整個系統的傳熱效率的影響.

圖6給出的是隔板對流系統局部區域溫度場以及不同區域由底板外界輸入的熱通量.如圖6(a)和圖6(b) 所示, 當狹縫高度d= 0.015 時, 11 塊隔板相比于9塊隔板傳熱通道寬度變窄, 但并不影響通道中的溫度漂移TD數的大小[22], 溫度分布變化基本類似.從底板外界輸入的熱通量發現, 占比最大的狹縫區域的輸入熱通量相等, 均為9.4, 表明此時不同隔板數情況下, 同樣狹縫高度的狹縫中水平流動和熱量輸運狀態是相同的.由此可見, 厚隔板系統在狹縫中水平流動具有基本一致的速度[20]、壓力分布[21]、溫度漂移量[22]以及本文討論的輸入熱通量等物理量, 因此狹縫高度幾何參數成為關鍵的決定參數.隔板數增加導致單通道總體的輸入熱通量減少, 從9塊隔板的14.7減到了11塊隔板的13.3.但由于隔板數增加, 所以整個系統的傳熱效率是增加的.

圖6 狹縫高度 d = 0.015 時隔板數 n = 9 (a), n = 11 (b)及 d = 0.01 時隔板數 n = 9 (c), n = 11 (d)的局部溫度場和局部傳熱大小Fig.6.Partial temperature field and magnitude of local heat flux under different number of partitions n = 9 (a) and n = 11(b) when the height of gap is d = 0.015 and n = 9 (c) and n = 11 (d) when the height of gap is d = 0.01.

圖6(c)和圖6(d)是狹縫高度d= 0.01時9塊隔板和11塊隔板的局部區域溫度分布和外界輸入熱通量, 物理量特性基本特征與圖6(a)和圖6(b)中的結果相似.由于狹縫高度變小, 流過狹縫的流動產生了更薄的溫度邊界層, 使得在狹縫區域底板外界輸入熱通量增大, 流出狹縫的流體具有更高的溫度, 傳熱通道中的溫度漂移TD數增高.同樣, 隔板數變化導致傳熱通道寬度不同, 但狹縫區域底板外界輸入熱通量不變, 增加隔板數會使單通道總體的輸入熱通量值略有減少.從底板外界輸入的總熱通量, 9塊隔板的輸入熱通量為15.7,11塊隔板的為14.3, 均大于圖6(a)和圖6(b)中對應的較大狹縫高度d= 0.015時的輸入熱通量值.

圖6的顯示了寬高比為2的對流系統中加入不同隔板數和變化狹縫高度情況下底板外界輸入熱通量的變化特征.結果表明厚隔板造成的狹縫高度不但是關鍵幾何參數且具有同樣的流動特征, 在同樣狹縫高度時還具有相同的底板外界輸入熱通量, 并在單通道底板輸入的總熱通量中占比達63%以上.

本文最終研究目的是隔板對流系統的增強傳熱特性, 因此接下來探討隔板對流系統整體傳熱效率的增強效果.系統的傳熱效率由傳熱Nu數表示,無量綱的Nu數計算公式為

圖7給出了寬高比為2的對流系統中加入7塊至 11塊隔板以及對應 3個狹縫高度d=0.01、d= 0.015和d= 0.02的系統傳熱Nu數及狹縫傳熱占比Nud/Nu變化情況.在這個計算條件范圍內可保證傳熱通道中的流動是單向層流流動,并且滿足狹縫高度是決定流動狀態的單一幾何參數[20].在本文的研究范圍內, 隨著隔板數目的增加3個狹縫高度的系統傳熱Nu數都近乎線性增加.究其原因, 可從單通道熱通量分析中看到, 隔板頂端狹縫區域底板外界輸入量占比很大, 由此造成多一塊隔板近乎就多一份熱量輸入.如圖7所示, 狹縫傳熱貢獻Nud/Nu隨隔板數增加同樣近乎線性增加.相較于無隔板系統傳熱Nu數如圖中紅色虛線所示, 本文研究的所有隔板對流系統都具有增強傳熱效果, 狹縫高度較小時對應的增強傳熱較強.在隔板數n= 11 及狹縫高度d= 0.01 時系統傳熱Nu數值最大(Nu= 82), 表明系統的增強傳熱效果最好, 是無隔板時Nu= 25.6的3倍以上.

圖7 不同狹縫高度下傳熱Nu數與 Nud/Nu隨隔板數的變化, 紅色線表示無隔板時系統的傳熱Fig.7.Nu and Nud/Nu with the change of the partition number n under different height of gaps, the horizontal red dashed line represents the system without partitions.

5 結 論

Bao 等[18,23]認為隔板對流系統中自組織形成了的環繞隔板的環流結構, 在狹縫兩端形成水平壓力梯度, 推動狹縫的噴流, 使得壁面邊界層受到剪切作用, 從而提高系統的傳熱效率.本文采用DNS方法對隔板對流裝置進行模擬計算, 細致討論與傳熱直接相關的物理量——熱流的縱向和橫向傳輸特性, 水平橫向熱流只有熱量輸運特性, 縱向熱流才具有熱量傳遞特性.對傳熱通道和狹縫區域的熱通量以及對應底板外界輸入熱通量進行了定量化分析, 探討在隔板對流系統中熱量輸運和傳遞特性.研究結果表明:

1)向下通道低溫流體沖擊底板并與高溫底板進行熱交換, 而后轉入水平運動流入狹縫區域并不斷被加熱, 由于沒有縱向熱流存在, 狹縫中只進行水平的熱量輸運, 流出狹縫后的高溫流體在傳熱通道中匯聚形成向上噴流.此時在高溫通道中熱量向上傳遞, 到達低溫上底板被冷卻, 并通過狹縫進行繞隔板的往復循環流動和傳熱過程.

2)量化分析向下冷通道、狹縫和向上熱通道的熱通量變化, 并計算3個區域底板外界輸入熱通量, 結果表明在這3個區域中外界輸入熱通量和流體輸運熱通量守恒.

3)只有水平熱量輸運的區域對應的底板外界輸入的熱通量很大, 占總輸入熱通量的92%.狹縫區域底板外界輸入熱通量占總量的64%以上, 縱向熱量傳遞區域對應底板外界輸入熱通量很小.外界輸入熱通量大的區域與系統內部流體進行熱量向上傳遞的區域存在錯位, 即底板輸入熱量大的區域對應的系統內部流體基本無法進行向上的熱量傳遞, 而流體進行向上熱量傳遞的區域對應底板外界輸入熱量很小.

4)在本文討論的幾何參數變化范圍內, 不同參數隔板對流系統都具有增強傳熱效果.隔板數目與系統傳熱Nu數呈近乎線性增加關系.狹縫高度較小時對應的增強傳熱較強.隔板數n= 11及狹縫高度d= 0.01時系統傳熱Nu數值最大, 是無隔板時的3倍以上.