管及管束的自然對流換熱作為一種廣泛存在于實際工程應(yīng)用中的自然現(xiàn)象,對其換熱規(guī)律的探討一直吸引著諸多學(xué)者。橫向大剪切干涉作為一種輸出條紋簡單,抗干擾能力強的激光干涉測量手段,已被廣泛應(yīng)用于溫度場的檢測之中。計算機技術(shù)和數(shù)值算法的飛速發(fā)展促進了計算流體力學(xué)的進步,采用數(shù)值模擬對流體換熱進行預(yù)測已成為當(dāng)前換熱研究中不可或缺的一部分。本文擬采用這兩種研究手段對單根橢圓管、三根橢圓管構(gòu)成的橢圓管束、單根圓管、水平雙圓管的自然對流換熱情況進行分析。對單根橢圓管的自然對流換熱研究,選用數(shù)值模擬的方式,考慮了無限大空間和受限空間兩種結(jié)構(gòu),探究了橢圓管在不同偏轉(zhuǎn)角度下的換熱差異,結(jié)果表明,無限大空間的橢圓管,其局部換熱系數(shù)的最大值總是位于橢圓管長軸遠(yuǎn)離羽狀流側(cè),最小值總是位于羽狀流附近;有限空間中的橢圓管,其局部換熱系數(shù)的最大值隨著Ra的增大顯著增大,而最小值則基本不變。對橢圓管束的自然對流換熱研究,選用數(shù)值模擬的方式,考慮了受限空間中,上壁面距最上方管的距離、管間距、橢圓管短長軸之比對系統(tǒng)換熱的影響,結(jié)果表明,最上方管受上壁面的影響最大且存在一個最大影響距離;管間距較小時阻擋作用占主要因素,隨著管間距... 

【文章來源】：湖北工業(yè)大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

計算流體力學(xué)求解過程圖

管在不同偏轉(zhuǎn)角度下的自然對流換熱進行了數(shù)值受限空間兩種情況。首先建立數(shù)學(xué)模型、確定控證以確定合適的網(wǎng)格數(shù)量；然后利用 ANSYS-Fl結(jié)果經(jīng) Tecplot 軟件處理后進行分析。針對橢圓管已有結(jié)果進行了對比，驗證了模擬的準(zhǔn)確性；針熱情況，分析了其相應(yīng)的等溫線圖和流線圖，考慮不同偏轉(zhuǎn)角度對其局部換熱系數(shù)的影響。型橢圓管為研究對象，采用數(shù)值模擬研究其不同偏，按照需求建立如圖 3.1 所示的物理模型，其中，正方形腔內(nèi)中心位置，橢圓管長半軸為 a=18 m AR=b/a=0.67。橢圓管長軸與 x 負(fù)方向的夾角的橢圓管在無限大空間與受限空間中的自然對流

數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性，并提高后續(xù)的計算效率。章采用了結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格相結(jié)合的方式對計算域進行網(wǎng)格示意圖如圖 3.2 所示，將計算域用合適的圓形分成兩部分，靠近橢圓密集的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分，靠近腔體的部分采用由密到疏的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)高效準(zhǔn)確的得到模擬結(jié)果，對網(wǎng)格進行了無關(guān)解驗證。表 3.1 所示即限大空間中，不同網(wǎng)格數(shù)量下計算所得的平均 Nu 與文獻[71]中實驗數(shù)可知，在網(wǎng)格數(shù)量為 30 萬左右時即可滿足計算精度要求。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于全息術(shù)的水平偏置橢圓管自然對流換熱[J]. 朱進容,代金梅,程曉敏,張金業(yè),成純富.  化工學(xué)報. 2016(04)
[2]基于Goose LDW-PSO的管殼式換熱器優(yōu)化設(shè)計[J]. 杜雪平,陳貴冬,曾敏,王秋旺.  工程熱物理學(xué)報. 2010(04)
[3]高雷萊數(shù)條件下豎列管束的自然對流換熱[J]. 楊世銘,蔣常建,徐建新,范云良.  工程熱物理學(xué)報. 1997(05)



本文編號：3411603