Нестационарный кондуктивный теплообмен на цилиндрической поверхности канала плюма
А.Г. Кирдяшкин, А.А. Кирдяшкин
Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, Новосибирск, Россия
agk@igm.nsc.ru
Ключевые слова: нестационарный кондуктивный теплообмен, мантийные плюмы, канал плюма, удельный тепловой поток, тепловая мощность
Страницы: 771-780
Аннотация
Представлены исследования нестационарного кондуктивного теплообмена на цилиндрической поверхности в приближении, когда толщина теплового пограничного слоя меньше диаметра этой поверхности. Получены профили температуры у цилиндрической поверхности и удельный тепловой поток на ней. С использованием экспериментально установленной закономерности для стационарного режима теплопроводности цилиндрической поверхности (Nu = 0,5) определено значение числа Фурье, при котором наступает стационарный режим (Fo = 1,27). Для мантийных плюмов, имеющих диаметры канала d = 7,4×103¸ 85×103 м, оценены время выхода плюма на поверхность ( t в ) и время выхода на стационарный кондуктивный теплообмен ( t с ) в зависимости от безразмерной величины Ka = N / NH , где N - тепловая мощность на подошве плюма, NH - тепловая мощность, отданная каналом плюма в окружающую мантию в стационарном режиме. Для Ka = 0,97 ¸ 1,58 ( t в / t c = ¥ ¸ 1) и Ka = 1,58 ¸ 129 ( t в / t c = 1 ¸ 0,005) показано влияние нестационарного теплообмена с окружающей мантией на характер выхода плюма на поверхность и установлено, что для Ка > 4 ( t в / t c < 0,19, d > 15 км) можно пренебречь влиянием нестационарности в период подъема плюма.
|
