Регулирование температуры давлением газов.

[morelia 3]

Добрый день. 

Нуждаюсь в помощи специалистов.

Есть следующая задача.

Образец круглого сечения диаметром 6 мм длиной 26мм помещен в корзину. Корзина состоит из трех ярусов. КОрзина помещена в канал, который заполнее гелием. 

 

Geom.scdoc

В образцах по максимуму задано тепловыделение 10МВт/м3. Корзина алюминиевая тепловыделение 3 Мвт/м3.

В модели  задаю давление гелия через Operating condition. Торцы канала принимаем адиабатическими.

Снаружы канал охлаждается водой. Температура воды на входе 50 на выходе принимаем 66 граждусов. Но я думаю это не критично и можно принять 50 градусов. на стенке постоянно.

движения гелия за счет свободной конвекции принимаем ламинарным. 

Проблема. В реальности установка работает. При изменении давления гелия можно регулировать температуру образцов от 50 до 200 градусов. 

При расчете флюетом температура образцов не реагирует на изменение давления. ВЕрнее она реагирует однако при больших размерах зазора от образца к стенке канала. При заданых геометрических размерах у меня не получается получить изменение температуры.

Скорось в поперечном сечении гелия меняется при изменении давления а вот температура не хочет.

Согласно книги Цедерберга Термодинамические и теплофизические свойства гелия в заданом диапазоне изменения давления (0,02 до 0,2 Мпа) динамическая вязкость, теплопроводность, теплоемкость гелия не изменяется. Меняется только плотность.

Откуда через несколько математических операций, определение числа Грасгофа а потом Ралея,   при принятых выше условиях выходит что число Ралея изменяется 

Аналитически  число Ралея тоже при изменении давления от 0,02 до 0,2 МПа меняется примерно на 2 порядка.

Откуда можна сделать вывод что.

1. так как тепловыделение задано постоянно,  

2.  на внешней поверхности канала задана постоянная температура,

3. теплопроводность Гелия постоянна в даном диапазоне изменения давления

то при изменении давления гелия теплопередача будет завесеть только от интенсивности теплоотдачи образец - гелий, гелий стенка канала. ( Число Ралея аналитически тоже меняется) 

Но ФЛюент выдает абсолютно едининтичный результат, либо с отклонением в пару сотых градуса.

Спасибо за внимание.

Подскажите в какую сторону копать. Что б найти причину.

 

 

Изменено 2 августа 2021 пользователем morelia

[soklakov 1 475]

@morelia

есть вот так:

а есть вот так:

 

Я ни в коем разе не настаиваю, что теплопроводность должна поменяться, просто накидываю варианты.

 

ПРи выводе плотности у Вас же тоже идентичные результаты? А ведь не должна быть одинаковая плотность-то при разнице давления в 10 раз?

МОжет полиномы как-то кривовато прописаны?

Или все-таки начальное давление так и не задано. Может его в инициализации задать?

 

 

или вот:

 

9 часов назад, morelia сказал:

Вот таблица из Цененберга. Давление 0,02 МПа и 0,2 МПа. Теплопроводность не меняется. Возможно у Вас есть другаю литература изучу с большим удовольствием. 

не, у меня только гугл, как у всех

http://thermalinfo.ru/svojstva-gazov/gazy-raznye/teploprovodnost-gazov

[morelia 3]

03.08.2021 в 13:13, morelia сказал:

 

 

 

 

 

13 часов назад, soklakov сказал:

ПРи выводе плотности у Вас же тоже идентичные результаты?

Да нет результаты разные. Отличие на порядок.

Изменено 5 августа 2021 пользователем morelia