Расчет коэффициента теплоотдачи во FLUENT

[Torerych 0]

Здравствуй, господа газодинамики и теплотехники!

Вопрос качается расчета теплоотдачи во Fluent. Задача проста! Берем две прямоугольные трубы. Пусть это будет 0.01х0.03 длиной 0.04м для первой трубы для второй увеличиваем высоту входа в два раза, остальные размеры оставляем без изменения, получим: 0.02х0.03 длиной 0.04м. Строим сетку с одинаковым шагом, понятно, что во втором случае элементов будет в два раза больше. Решаем поочередно обе задачи с абсолютно идентичными граничными условиями. Я брал воду с расходом 0.1кг/сек. Через боковые стенки задаем тепловой поток (тут, все-равно какой-суть дела не меняет), скажем, 10000Вт/м*2.

Теперь начинается самое интересное! Идем в раздел Report-Surface Integrals-Wall Fluxes... Самое интересное, что там два коэффициента теплоотдачи: Surface Heat Transfer Coef. и Surface Wall func. Heat Transfer Coef., имеющие оба размерность Вт/м2*К. Опытным путем доходм, что нас интересует именно Surface Wall func. Heat Transfer Coef. так как он сохраняет свое значение при любом тепловом потоке через боковые стенки при всех равных условиях (что и логично, ведь альфа зависит от гидродинамики течения (рейнольдса, прандтля и т. п.)), в то время как Surface Heat Transfer Coef. выдает чуть ли не отрицательные значения.

Но самое-то интересное какие значения выдает FLUENT. Для первого случая имеем: 2267Вт/м2*К, для второго 1559Вт/м2*К. а по ручному счету на основе критериальных уравнений получаем: для первого случая 1560Вт/м2*К, для второго 800Вт/м2*К. Результат ручного счета считаю вполне логичным, так как альфы отличаются в два раза, что и должно быть потому как гидравлический диаметр отличается тоже примерно в два раза. В принципе эти результаты численного и ручного счета еще довольны похожи, а вот для узкой щели пакет выдавал вообще противоречивую информацию: для щели с увеличенным проходным сечением альфа получалась даже больше, чем в узком.

Кстати, рейнольдс для первого случая где-то 4985, FLUENT выдает 44.

По всем остальным вопросам проблем нет. Задачи сошлись, по давлениям все классно. все остальные параметры сходятся с ожидаемыми.

Помоги пожалуйста разобраться. Может кто сталкивался.

Заранее спасибо!

[Mottle 0]

Уважаемый Torerych!

Могу дать Вам только один совет, ну максимум два. Преждем чем начинать использовать какие-либо переменные или функции в программе Fluent или в любой другой программе или спрашивать что-то на форуме. ПРОЧИТАЙТЕ РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ!!!

Но самое-то интересное какие значения выдает FLUENT

FLUENT, как Вы изволили выразиться, выдает только то, что Вы его просите. А для того, что бы это совпадало с тем что Вам надо: ПРОЧИТАЙТЕ РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ!!!

[mortician 1]

Уважаемый Mottle!

Ну Вы очень крутой перец, т.к. читаете РП в подлиннике. Или вы понимаете что говорит Промт?

Или у Вас есть на русском? Или еще как-нибудь?

Так поделись улыбкою своей и она не раз еще вернется....

[YURIS 14]

Уважаемый Mottle!

Ну Вы очень крутой перец, т.к. читаете РП в подлиннике. Или вы понимаете что говорит Промт?

Или у Вас есть на русском? Или еще как-нибудь?

Так поделись улыбкою своей и она не раз еще вернется....

Меня тоже улыбают такие крутые спецы. Может, конечно, это не показатель, но у меня, чтобы правильно и без ошибок перевести 1 хорошую страницу хэлпа (по Ансису, к примеру), уходит примерно день. В итоге в год это в лучшем случае, 400 страниц выйдет. Стало быть, за год, скорей всего весь хэлп (да даже половину) у Ансиса ну никак не перевести - т.к. помимо перевода есть еще и работа. А дьявол всегда в деталях.. Конечно, все переводить, может, и не нужно, скажут многие, но в этом случае не будешь знать нюансов и крутым спецом сможешь стать либо: а) когда тебя в твоей фирме тебя специально этому натаскивают; б) тебе прочитали очень крутой курс, грамотно разъяснив и показав все что тебе нужно. (Метод тыка с такими программами не проходит). Но в том и другом случае орать на форуме 'читайте курс в подлиннике!' как минимум не прилично. Ибо это не твоя заслуга, что ты все знаешь, а другой начинающий юзер - нет.

Изменено 30 июня 2010 пользователем YURIS

[Mottle 0]

Ну Вы очень крутой перец

Весьма лестно...

Увы и ах (для Вас), на русском РП не имею. Более того, считаю сам факт его существования злом. Так как человеку не готовому работать (именно работать, а не читать и переводить) с РП, такими пакетами заниматься не стоит. Чего уж говорить о том, чтобы стать "спецом!"

YURIS, теперь специально для Вас.

Руководство Пользователя не является книгой для чтения, более того, это даже не учебник. Это справочник. Изучать CFD по РП, это все равно что изучать математику по справочнику Корна (или Корнов, их все-таки двое).

Если Вы спросите моё мнение, то мой совет таков (YURIS, внимание):

Если есть чётко определенная проблема. Если перепробывал всё что в голову приходит, если перечитал все доступные руководства, точнее их части, касаемые именно Вашей специфической проблемы и пр. Вот тогда добро пожаловать на форум. Тогда ты готов к дискуссии.

YURIS, надеюсь Вы уловили разницу с

...орать на форуме 'читайте курс в подлиннике!'

Теперь по поводу заслуг...

Ибо это не твоя заслуга, что ты все знаешь, а другой начинающий юзер - нет.

Если Вы считаете, именно так как написали... жаль. Комментировать и развивать эту мысль не буду, не вижу смысла.

Скажу лишь одно: начинующему юзеру я дал совет и готов был советовать ещё и объяснять и дискутировать. Но тот самый юзер, либо воспользовался моим советом и всё прояснилось, либо счёл его (совет) несостоятельными и отказался от дальнейшей дискуссии.

[mortician 1]

Ок драка пошла можно подучиться....

Mottle Я вижу что Вы не одну собаку съели, либо их Вам насильно пихали

Как определить коэф. теплоотдачи поверхности и коэф. теплопередачи в "быстром".

Поверхность сложная оребренная, с одной стороны жидкость, с другой воздух, дабы сравнить с проектными значениями.

Уж не сочтите за дерзость

РП на русском не считаю таким уж и злом, с экономило бы кучу времени.... К сожалению или к счастью физику пока на русском преподают

з.ы. На немецком нет случаем РП?

Изменено 1 июля 2010 пользователем mortician

[Mottle 0]

Ок драка пошла

Полноте, какая драка...

Да и собак оставим в покое.

Теперь по делу.

Как определить коэф. теплоотдачи поверхности и коэф. теплопередачи в "быстром".

Поверхность сложная оребренная, с одной стороны жидкость, с другой воздух, дабы сравнить с проектными значениями.

Один уточняющий вопрос: Вы проводите сопряженный расчёт?

P.S. Нет, и на языке Гёте РП не обладаю.

[a_schelyaev 367]

Автор, возьмите какой-нибудь русскоязычный пакет и не мучайтесь.

Начинте поиск тут www.flowvision.ru

[mortician 1]

Да сопряженный.

Исче желательно получить как бы среднний критерий Нуссельта и Стентона по областям.

Да есть у меня даже ломаный. С него и начинал лет пять назад.

Изменено 1 июля 2010 пользователем mortician

[Mottle 0]

Если расчёт сопряженный, то, как Вы сами понимате, коэффициент теплоотдачи может понадобиться только чтобы "позырить" )))

По определению

HTC=q_w/(T_w-T_f), где q_w --- плотность теплового потока через стенку, Вт/м²; T_w --- температура стенки, К; T_f --- температура среды (жидкости) на внешней границе пограничного слоя, К.

Вся трудность расчёта HTC в случае сопряженного подхода заключается в определении именно этой температуры. Самое простое принять, если это возможно, эту температуру постоянной (или кусочно-линейной). Если нет, то можно построить эквидистантную поверхность, отстоящую от поверхности стенки на величину >= толщине пограничного слоя. Естественно, если условия задачи позволяют. И уже на этой поверхности определить T_f.

Далее записать profile для каждой величины: q_w, T_w, T_f. После чего путём нехитрых математических операций вычислить коэффициент теплоотдачи.

Я предпочитаю проводить манипуляции с профайлами посредством языков программирования высокого уровня, иные выбирают Excell.

Здесь есть один подводный камень: значения температуры T_f с эквидистантной поверхности записаны в точках с координатами, отличающимися от координат поверхности стенки. И поставлять напрямую эти значения в закон Ньютона-Рихмана не всегда корректно. Для того, чтобы избежать этого, делаем следующее. Профайл с T_f прикладываем как граничное условие первого рода к стенке (с которой ранее считывали q_w и T_w). Запускаем расчёт и делаем ТОЛЬКО ОДНУ итерацию. Fluent интерполирует значения из профайла в координаты узлов стенки. После этого сохраняем новый профайл с температурой стенки. Это и будет наша T_f, но уже в узлах стенки. В итоге все три профайла записаны в одних и тех же точках.

При необходимости определения средних значений HTC (читай чисел Nu или St) ситуация еще более упрощается. Следует "создать" новые поверхности с помощью iso-clip. (Например, Вы хотите определить среднее значение на участке трубы a<=x<=b. Тогда сделайте iso-clip по x координате для стенки от a до b). А после, с помощью surface-integrals, на этой "новой" поверхности вычислите значения интересующих Вас параметров.

Вполне допускаю, что изложенный метод не является оптимальным. Кроме того, все эти манипуляции можно провести с использованием UDF.

[mortician 1]

В каком смысле позырить?

То есть вряд ли проектный расчет совпадет с "быстрым".

Т.к. у меня кусок элемента, а нужна общая картина.

Этого он не даст.

А коэф. теплопередачи?

Короче говоря я сделал элемент автомобильного радиатора, размеры 50х50 , т.к. весь радиатор компутер не тянет.

скорости потоков совпадают температуры, теперь нужно сравнить мощности и коэффициенты, и тут ...

Изменено 2 июля 2010 пользователем mortician

[Mottle 0]

В каком смысле позырить?

В том смысле, что коэффициент теплоотдачи в большинстве случаев интересен как граничное условие для уравнения энергии (уравнения тепопроводности для твёрдого тела).

В случае сопряженного подхода граничное условие границе жидкость-стенка определяется напрямую из расчёта.

Т.е. Вы уже имеет все рассчитанные поля температур как жидкости, так и твёрдого тела. Посему коэффициент теплоотдачи Вас должет интересовать постольку поскольку или же, как вариант, для сравнения с другими методами расчёта.

То есть вряд ли проектный расчет совпадет с "быстрым".

Я не совсем понимаю Вашей терминологии, что есть проектный расчёт, а что быстрый?

А коэф. теплопередачи?

Ну уж зная коэффициент теплоотдачи, коэффициент теплопроводности метериала стенки и толщину стенки, трудно ли рассчитать к-т теплопередачи?

Короче говоря я сделал элемент автомобильного радиатора...

Для большей ясности приложите иллюстрации или ещё лучше пришлите файлы задачи на mottle собака mail точка ru.