多孔介质传热传质常见于自然界和工业过程,涉及水利、地质、化工、环境等诸多领域,随着核工业及电子产业的迅猛发展,多孔介质中的对流传热传质引起众多研究者的关注。本文为研究多孔介质中流动和传热传质特性,对竖直同心套管内多孔介质中的传热传质进行了数值分析,考察了内外壁面存在温度差,侧面不渗质且带有非均匀分布内热源的竖环形多孔介质封闭腔体内的自然对流和内壁面等热流密度加热,外壁面绝热,两壁面同时存在浓度差的具有非均匀热源的同心套管管隙内的复合对流传热传质。计算结果显示:(1)封闭体中的自然对流:内热源分布系数M较大时,造成流场中心的逆时针环流向中心挤压。并且由于内热源的非均匀分布,促使管内流体分为T<1的低温区和右上角T>1的高温区两个不同区域。随M增大,等温线在内外壁面分布越密集;同时,套管近轴线处流体浓度与等间距水平线偏差增大。浮力比N由1.5变为-1.5后,流体由顺时针流动变为逆时针流动且流体速度加快。同时,在内壁面处产生自上而下的温度边界层和浓度边界层,在外壁面处情况则相反。Nusselt数在Z=0.7处出现转折。随M增大内壁面Nusselt数变化范围增大,并且转折点前移。上壁面Sherwood数也呈先增大后减小的趋势,并且在R=0.9处出现转折。表明内热源分布梯度增大有助于传热传质。(2)套管间隙内复合对流传热传质:由于非均匀内热源的存在,导致流场在内外壁面处流速加快,并且随着M增大,速度分布不会再恢复到强制对流的情形,而是一直保持在内壁面处流速加快,外壁面附近产生回流形态。内壁面摩擦阻力系数沿轴向距离Z的增大而逐渐趋近于不同的恒定值,且恒定值随M增