Natural convection in vertical concentric annuli under a radial magnetic field

Abstract

Exact solutions for fully developed natural convection in open-ended vertical concentric annuli under a radial magnetic field are presented. Expressions for velocity field, temperature field, mass flow rate and skin-friction are given, under more general thermal boundary conditions. It is observed that both velocity as well as temperature of the fluid is more in case of isothermal condition compared with constant heat flux case when gap between cylinders is less or equal to radius of inner cylinder while reverse phenomena occur when the gap between cylinders is greater than radius of inner cylinder.

Zusammenfassung

Es werden exakte Lösungen für die vollausgebildete, natürliche Konvektion in offenen, vertikalen, konzentrischen Ringspalten unter Einwirkung eines radialen Magnetfeldes hergeleitet und Beziehungen für Geschwindigkeits- und Temperaturfelder, Massenstrom und Reibungsbeiwerte unter sehr allgemeinen Randbedingungen angegeben. Es zeigte sich, daß die Geschwindigkeits- und Temperaturverhältnisse jenen bei isothermer Randbedingung nahekommen, wenn der Ringspalt kleiner oder gleich dem Innenradius ist; sie entsprechen mehr dem Fall konstanten Wärmeflusses, wenn die Spaltweite größer als der Innenradius ist.