计算流体力学_翅片管换热器Fluent数值模拟
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Fluent隐藏指令和缝翅⽚管翅式换热器翅⽚侧换热表⾯换热流动性能的数值模拟开fluent中设置了⼀些隐藏模型,普通的⽤户界⾯是没有相关选项的,必须⽤相关命令开启。
以下为部分隐藏模型的开启⽅法:1.并⾏模式(仅适⽤于单机多核情况)在windows“开始/运⾏”中输⼊“fluent 2d -t2”,其中“2d”表⽰2d求解器,"t2"表⽰⽤两个核⼼进⾏并⾏计算。
需要注意的是,有的机器需要在“开始/运⾏”中输⼊fluent的完整路径,⽐如“C:\Fluent.Inc\ntbin\ntx86\fluent 2d -t2”。
2.⼤涡模拟在fluent界⾯中输⼊命令“(rpsetvar les-2d? #t)”,然后按回车就⾏了。
需要注意的是括号不能少,另外好像是需要⼿动输⼊的,直接粘贴的话有可能不⾏。
3.低雷诺数模型⾸先选中k-e模型,然后在fluent界⾯中输⼊“de/mo/v/t”,回车。
此时会出现三个模型选项,然后输⼊“low",回车,输⼊“y”,回车。
这样你在k-e模型下就发现多了个低雷诺数选项。
另外两个专家模型,⼤家有兴趣的话也可以研究⼀下。
4.电磁流体模型读⼊你的case,然后在fluent界⾯中输⼊“de/mo/add”,回车,此时出现5个隐藏模型选项,选择第⼀个就是mhd模型了。
需要注意的是只有先读⼊cas之后,才能调出该模型。
5.⽹格修补fluent读⼊⽹格时,特别是针对gridgen等第三⽅⽹格,有的时候会出现left handness的情况。
在fluent界⾯中输⼊“gr/mo/re-fa-ha”,回车。
据说进⾏上述操作之后就有可能修复left handness的问题。
(不过我⼀次都没修复成功过)。
缝翅⽚管翅式换热器翅⽚侧换热表⾯换热流动性能的数值模拟发表时间:2008年3⽉7⽇| 来源:本⽂⽹址:/doc/40093b6527d3240c8447ef78.html/app/app_detail.aspx?id=2811赵震李光熙西安交通⼤学热⼯教研室摘要本⽂对由表⾯开缝翅⽚组成的管翅式换热器翅⽚侧换热表⾯在层流情况下的换热和阻⼒性能进⾏了数值模拟。
紧凑型设计5mm翅片管式换热器的数值模拟目前5mm管径的翅片片距通常处于1.2mm~1.3mm之间,通过紧凑式设计加工方法可以使其片距减少至0.8mm~1.0mm。
本文我们将主要从理论分析、三维建模以及Fluent计算来进行分析对比翅片片距的减少对换热能力和空气压损两个方面的影响。
1、引言空调产品的外形尺寸往往影响着成本、空间占有率和用户的满意度,因此紧凑式换热器设计成为趋势,将空调的关键零部件的外形尺寸和重量作为一个对标参数进行研究优化,减小外形体积和重量,改善产品的空间占有率,降低综合成本。
(1)结构设计能诱使流体产生湍流流动以获得较高传热系数;(2)阻止污垢形成使污垢系数较小;(3)流程设计使冷、热流体间温差推动力达到最大值。
换热面积是表征换热器性能的一个最基本的特征,在相同的换热量和阻力要求下,换热面积越小,表明该换热器的性能越佳。
因此,以换热面积最小为目标函数,以换热器的外形尺寸为优化参数对换热器进行优化。
而翅片间距是控制换热面积一个关键因素,在选择具有合理翅化比的换热器的翅片间距时还需考虑经济性和紧凑度等方面的因素。
在高效紧凑和流动阻力的增加之间达到最优的效果,必须寻求最优的结构参数。
受翅片效率和翅化比的约束,管间距的调整范围有限,翅片的片距成为主要的调节。
2、理论分析对于翅片管式换热器而言,空气侧的传热热阻较液体侧大,所以选择强化空气侧传热,加强翅片的对流换热以提高换热性能。
根据换热器计算过程,空气侧的迎风面积和表面传热系数对总传热系数的影响起主要作用,如公式(1)所示:强化翅片传热,除了要考虑到翅片强化对流传热机理的不同,还要考虑到空气的流态,Re决定了空气是层流或湍流。
(1)层流流动时,流体速度和温度曾抛物线分布,从流体核心到壁面都存在速度和温度梯度。
(2)湍流流动时,流体核心的速度场和温度场均比较均匀,对流换热的热阻主要出现在贴近壁面的流体粘性底层中,因此采取的对流换热强化措施是破坏边界层,即增加对边界层的扰动以减薄边界层的厚度,增强换热能力。
翅片管换热器传热特性的数值模拟研究的开题报告一、选题背景及研究意义翅片管换热器作为一种常见的换热设备,在各种工业领域中广泛应用。
其优势在于具有较高的传热效率和达到较高的换热功率密度。
为了更好地了解其传热特性,需要对其进行数值模拟研究。
本文将针对翅片管换热器进行数值模拟研究,探讨其传热性能。
具体研究内容为:1)建立翅片管换热器的数值模型;2)分析不同数组方式和翅片参数对传热性能的影响;3)分析流体热物性参数对传热性能的影响;4)探讨翅片管换热器的优化设计。
此项研究具有重要的理论和实际意义。
理论上,研究翅片管换热器的传热特性,可以深入了解其换热信号,为设计和优化提供基础数据。
在实践中,通过有效的设计和优化翅片管换热器,减少能源消耗,提高生产效率,降低生产成本,具有重要的经济和社会意义。
二、研究内容和方法1.建立数值模型由于翅片管换热器的几何形状复杂,一般采用计算流体力学(CFD)方法进行数值模拟,以获得其传热性能。
本文将采用ANSYS Fluent软件建立封闭式水冷翅片管换热器的三维数值模型,模拟翅片管换热器的传热特性。
2.分析不同数组方式和翅片参数对传热性能的影响本文将选取不同数组方式和翅片参数,分别对其不同的传热性能进行分析研究。
分析各种参数对翅片管换热器传热效率影响的规律,为翅片管换热器的优化设计提供理论依据。
3.分析流体热物性参数对传热性能的影响流体热物性参数包括热导率、比热容和密度等,都是影响翅片管换热器传热性能的重要因素。
本文将在研究过程中分析这些参数对传热性能的影响。
4.探讨翅片管换热器的优化设计基于数值模拟结果及分析,根据目标要求,针对翅片管换热器进行有效的优化设计,提高其传热效率,降低运行成本,达到节能减排的目的。
三、预期研究成果1. 建立封闭式水冷翅片管换热器的数值模型,并进行合理的验证。
2. 探究不同数组方式和翅片参数对传热性能的影响规律。
3. 分析流体热物性参数对传热性能的影响规律。
矩形翅片椭圆管空冷侧空气流动热力过程的三维数值模拟摘要:利用Flunet软件对发生在电站空冷器矩形翅片椭圆管翅片表面空气流动和传热过程进行了数值模拟,获得了有代表性的翅片表面温度分布、压力分布、表面气流速度矢量图和相关计算结果。
分析了翅片入口风速对翅片表面的温度、气流流动、换热系数、换热量的影响。
关键词:FLUNT;翅片椭圆管;气流;换热;风速0 前言我国是一个水资源短缺的国家,随着国家电力建设可持续发展战略的实施,水资源缺乏已成为困扰我国北方主要产煤区火电建设发展的主要因素之一。
空冷技术作为一项经济而又相对环保的节水途径,就是为解决在“富煤缺水”地区或干旱地区建设火力发电厂而逐步发展起来的。
本文利用FLUENT 软件,在对物理模型进行了合理的简化处理的基础上,对空冷器翅片椭圆管翅片表面的空气流动和传热情况进行了模拟计算研究,分析了翅片的入口气流速度对于翅片表面温度分布、气流流动、翅片换热系数和换热量的影响,并得出相关结论。
1 翅片椭圆管简介空冷器中常采用翅片换热器来增强其换热效果,其基本构造是制冷剂在铜管中流动,根据不同结构的尺寸或者换热量要求,换热器可是一排或多排,翅片也有平片、波纹片及冲缝片等不同形式。
它整个的换热过程为:冷凝器换热铜管中高温制冷剂气体的热量通过导热的形式传递给了套在其外面的翅片,翅片上的热量再以对流方式传递给了翅片表面的冷空气(常温),通过不停地吹入新的冷空气来达到增强冷却的作用。
由于换热铜管外套的翅片的形状不同,换热的效果自然有好坏之分。
2三维模拟计算过程2.1 计算工况和计算域的确定计算工况选取冷凝器中制冷剂的冷凝过程,此时冷凝器中的翅片向外界散热,选取319K为冷凝温度,本问题中的计算域为双翅片空气流过的区域。
翅片结构的各种参数见如下表。
表1 翅片椭圆管参数表2.2 物理模型的建立—GAMBIT 建模建立三维模型和网格划分及边界条件的设定在GAMBIT 模块下完成,这是FLUENT计算的前处理过程,网格为四面体网格,网格总数分别为19271 个,网格质量在以0.8下在GAMBIT模块下设定其边界类型与流体类型如下:进口为速度入口,出口为自由压力出口,管壁为恒温边界条件,边界为恒温边界条件,流体为空气(设为理想气体)。
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2010年第 29卷增刊 ·82·化工进展翅片管式换热器的数值模拟与优化司子辉,张燕,康一亭,欧顺冰(西华大学能源与环境学院,四川成都 610039摘要:利用 FLUENT 数值模拟方法,研究两种翅片(波纹三对称穿孔翅片与波纹翅片的表面流动性与传热性,得到不同风速表面传热系数的分布。
表面传热系数模拟结果与实验数据的误差为 5%~10%,证明该模拟方法的正确性。
研究结果表明:当气流速度不同时,波纹三对称穿孔翅片表面传热系数比波纹翅片表面传热系数高20%~28%,节约能耗,强化传热。
关键词:翅片;数值模拟;表面传热系数中图分类号:TB 657.5; TQ 008 文献标志码:A 文章编号:1000– 6613(2010 S2–082– 05Numerical simulation and optimization of finned tube heat exchanger SI Zihui , ZHANG Yan, KANG Yiting, OU Shunbing(School of Energy and Environment, Xihua University, Chengdu 610039, Sichuan , ChinaAbstract: The performance of surface flow and heat transfer of two kinds of different finned-tubes (wavy three symmetric holes fin surfaces and wavy fin surfaces are numerically studied by using FLUENT software, and distributions of convection heattransfer coefficients are obtained. The error of surface heat transfer coefficient between simulation results and experimental data ranges from 5% to 10%, which proves the feasibility of the simulation method. The results show that the convection heat transfer coefficients of the wavy three symmetric holes fin surfaces increase by 20%—28% compared to the wavy fin surfaces, thus saving energy and enhancing heat transfer.Key words: fin; numerical simulation; surface heat transfer coefficient翅片管式换热器应用广泛,其强化传热的数值模拟的研究一直是研究者普遍关注的课题。
文章编号:CAR105翅片管式换热器空气侧性能的数值模拟陈莹1高飞1高冈大造1徐林虓1李维仲2左建国2(1三洋电机(中国有限公司大连分公司2大连理工大学能源与动力学院摘要采用数值模拟的方法对翅片间距为1.6mm的波纹翅片管换热器的性能进行了研究,考察了在不同的迎面风速条件下1-5列换热器空气侧的换热和压降特性。
得到了翅片表面温度分布、压力分布等结果,分析了迎面风速对翅片表面的温度、空气流动的影响。
数值模拟结果与在相同条件下的试验结果进行了对比,对数值模拟结果的准确性进行了验证。
关键词波纹翅片换热器数值模拟换热系数压力损失NUMERICAL SIMULATION OF AIR-SIDE PERFORMANCE OFFINNED TUBE HEAT EXCHANGERChen Ying1 Gao Fei1 Daizo Takaoka1 Xu Linxiao1 Li Weizhong2 Zuo Jianguo2(1 SANYO Electric(ChinaCo.Ltd. Dalian Branch Research Dept2 Energy and Power Department of DLUTAbstract The performance of corrugated finned tube heat exchangers are simulated, the characteristic of air side heat transfer and friction of 1-5 rows heat exchangers are investigated under different frontal velocities. The results of temperature profile and pressure profile on fin surface are achieved. The effect of frontal velocity with the fin surface temperature and air flow is analyzed. The numerical results are validated by comparing with the experimental results under the same boundary conditions.Keywords Corrugated fin Heat exchanger Numerical simulation Heat tranfer coefficient Pressure drop0 引言管翅式换热器被大家广为关注[1,2,3],因此,对于管翅式换热器的换热及阻力性能的研究,具有重要意义。
平翅⽚换热器管外流动与传热特性的数值模拟平翅⽚换热器管外流动与传热特性的数值模拟摘要:本⽂利⽤CFD软件FLUENT对平翅⽚换热器翅⽚表⾯流体流动及换热过程进⾏了数值模拟,获得了换热器内部流场、温度场以及换热器进出⼝压降和翅⽚表⾯平均对流换热系数等。
根据模拟结果,翅⽚表⾯对流换热系数随风速增加⽽增加,但增加速率逐渐下降;换热器进出⼝压降随着风速的增加⽽增加,且其增加速度逐渐加快。
利⽤场协同原理进⼀步分析对流传热,发现流速增⼤带来换热量增⼤的根本原因是风量的增加;速度的增加反⽽导致对流换热过程平均场协同⾓度增⼤,使速度场和温度场的协同性变差。
关键词: 平翅⽚;换热器;数值模拟;场协同原理Flat finned tube heat exchanger outside the numerical simulation of flow and heat transfer characteristicsAbstract: This paper, by using CFD software FLUENT to flat fin heat exchanger fin surface fluid flow and heat transfer process in the numerical simulation of the internal flow field, temperature field and heat exchanger heat exchanger in the import and export pressure drop and the average convective heat transfer coefficient of finned surface, etc.According to the simulation results, the fin surface convective heat transfer coefficient increases with the increase of wind speed, but the increase rate gradually decreases;Heat exchanger in the import and export pressure drop increases with the increase of wind speed, and increases its speed was accelerated.Convection heat transfer, using the field synergy principle further analysis found that the velocity increases with increase in heat is the root cause of the increase of air volume;Increased speed cause the average field synergy Angle increase in the convective heat transfer process, make the velocity field and temperature field of collaborative variation.Key words: flat fin; heat exchanger; numerical simulation; field synergy principle0 引⾔随着计算机技术的不断发展和进步,中央处理器(CPU)的运算速度⼤⼤地提⾼。
T型翅片管管外沸腾强化传热的数值模拟研究秦政;刘闯;曹凯;门启明;杜柯江【摘要】利用计算流体力学软件Fluent,对T型翅片管和光滑管管外沸腾强化传热进行了数值模拟研究.结合T型翅片管的结构特点,分析了该换热管的沸腾强化传热机理.在所研究的范围内,T型翅片管管外沸腾传热系数最大时高于光滑管23.2%,强化传热效果明显.同时,综合评价了T型翅片管强化传热和增加压降的性能.研究结果表明,其强化传热综合性能评价因子在不同流速下均大于1,说明T型翅片管有较好的强化传热效果.【期刊名称】《化工装备技术》【年(卷),期】2016(037)005【总页数】5页(P47-51)【关键词】T型翅片管;沸腾;强化传热;数值模拟;换热管;流速;压降【作者】秦政;刘闯;曹凯;门启明;杜柯江【作者单位】上海船用柴油机研究所;中国石油吉林石化化肥厂;中国石油吉林石化建修公司;上海船用柴油机研究所;上海船用柴油机研究所【正文语种】中文【中图分类】TQ051.5沸腾强化传热是强化传热技术中的一个重要领域。
沸腾强化传热主要是通过多孔表面增加汽化核心的方法来进一步提高设备的换热效率,更合理地利用能源[1-2]。
根据制造方法的不同可将多孔表面分为两类,一类为多孔覆盖表面,另一类为多孔开孔表面。
所谓多孔覆盖表面,就是在换热面上通过烧结、电镀等方法加工一层多孔层;所谓开孔表面,就是通过机械方法或者其他方法在光滑换热面上加工出凹槽、细缝等容易形成汽化核心的表面结构[3-4]。
本文研究的T型翅片管,其换热表面就是一种典型的机械加工多孔表面,具有加工过程简单、制造成本低等优点[5]。
T型翅片管在1978年就已问世,具有良好的沸腾强化传热效果,已得到了广泛的应用[6]。
近年来,随着数值模拟技术的逐渐完善,大量强化传热研究采用CFD 软件进行,但目前尚未见到采用数值模拟方法对T型翅片管管外沸腾传热进行研究的公开报道。
本文利用Fluent 14.0中的沸腾模型对T型翅片管管外沸腾传热进行模拟。