Asymmetric, coupled transport of heat and mass in a duct

Authors


Abstract

Mutually dependent heat and mass transfer for laminar gas flow in a parallel-plate channel is investigated analytically. Sublimation occurs at one of the channel walls, while the other wall is nonsubliming. Both walls are thermally insulated from the external environment. The analysis of the problem requires simultaneous treatment of the energy and mass diffusion equations, with coupling provided by the boundary conditions. Mathematical expressions are derived and numerical results are presented for various quantities that characterize the heat and mass transfer processes. Comparisons are made with the case of symmetric transfer (i.e., both walls actively participating). In general, unsymmetric transfer is found to slow down the axial development of the temperature and mass fraction fields.

Abstract

On a fait une analyse du transfert de la chaleur et de la masse (deux facteurs inter-dépendants dans le cas d'un écoulement laminaire de gaz dans un canal à plateaux paralleles. La sublimation ne s'est faite que sur une paroi du canal; les deux parois étaient isolées au point de vue thermique du milieu externe. L'analyse du problème a exigé le traitement simultané des équations de diffusion d'énergie et de masse, les conditions-limites formant un raccord. On a déduit des expressions mathématiques et présenté des résultats numériques pour différentes qunntités qui caractérisent les procédés de transfert de la chaleur et de la masse. On a fait des comparaisons avec le cas du transfert symétrique (où les deux parois out une participation active). En général, on a trouvé que le transfert asymétrique ralentissait le développement axial des champs de température et de friction de masse.

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