Heat Transfer Coefficient Internal

[norman87 0]

Привет, спецы!

Спрашивал тут https://forum.solidworks.com/thread/61452 НИКТО не знает! Также на Google задавал вопрос, на Yahoo, на форуме Eng-Tip.com, который щас непонятно почему отвалился) Для прикола даже спросил на Mail.Ответах! Все тщетно! Такое впечатление, что никто и никогда даже не сталкивался с этим вопросом!!! Положение дел следующее.

Уравнение теплопередачи между двумя потоками через стенку выглядит следующим образом (записано в буржуйских символах и терминах):

У буржуев все немного более заморочено, нежели у нас... У нас есть КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ "K", который они обозначают везде "U" и называют OVERALL Heat Transfer Coefficient, а КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛООТДАЧИ в нашей литературе обозначается "альфа", у них же это "h" и называется просто Heat Transfer Coefficient, без OVERALL.

Бывает, что в CFD-программах разработчики забывают уточнить, что за Heat Transfer Coefficient они имеют в виду, OVERALL он или тот, который мы называет КОЭФФИЦИЕНТОМ ТЕПЛООТДАЧИ. Ну, это не большая проблема, всегда можно установить вид параметра, решив в CFD-модуле какой-нить простенький пример для верификации. Просто одинаковое название разных вещей уже путает! А тут и дополнительные невязки возникают!

В версии FlowSim2011 в списке параметров, которые можно отобразить, померить в результатах, есть два пункта:

- Heat Transfer Coefficient

- Heat Transfer Coefficient Internal

Параметр Heat Transfer Coefficient описан в Хелпе как коэффициент из Закона Ньютона-Рихмана: h = q/(T_wall - T_fluid), где q - плотность теплового потока через единичную площадь поверхности, а в знаменателе - разность температур стенки и некой принятой средней температуры текучей среды, которую в трубе, например, принимают обычно за температуру в ядре потока - на оси трубы... Как выбрать эту температуру для более сложной геометрии, когда в задаче есть еще и перемешивание потока мешалками и проточная часть аппарата имеет сложную конфигурация - я лично не знаю!!! В Хелпе же пишет прямо так:

Heat transfer coefficient (W/(m2·K)) h = q/(Tw-Tf), where q is the calculated heat flux from a wall to fluid, Tw is the calculated wall temperature, Tf is the reference fluid temperature specified by user (see Default Reference Parameters).

Т.е. назначь себе "Tf" такую, какую хочешь. И это вроде правильно! Так как это вообще субъективный параметр, по-моему, и исследователь должен его назначить сам.

По умолчанию в FlowSim эта температура равна 20 град.С, но можно и поменять ее в настройках.

Параметр Heat Transfer Coefficient Internal не описан в Хелпе вообще! И что он мерит не ясно вообще! Что они имеют в виду под этим INTERNAL?

Я сделал простенький пример с трубой, где я могу посчитать коэффициент теплоотдачи "альфа" вручную и оказалось, что Heat Transfer Coefficient Internal показывает очень хорошую сходимость, не 100%, конечно, но очень близко и без необходимости задания ему всяких там Default Reference Fluid Temperature... Как-то сам справился... Чудеса!

Получается, что Heat Transfer Coefficient Internal это то же самое, что и Heat Transfer Coefficient, но который не требует для своего вычисления Default Reference Fluid Temperature???

А какую температуру он тогда берет и откуда??? В списке параметров есть пункт Default Reference Fluid Temperature, но он по умолчанию всегда равен 20 град.С, но при этом сам Heat Transfer Coefficient Internal не равен Heat Transfer Coefficient, который уже в свою очередь требует для вычисления задания этой температуры "Tf" !!!

Вообще, у меня вопрос в следующем. Сталкивались ли Вы с этой ситуацией, разбирались ли в этих параметрах... Что вообще за ерунда?)

Кстати, в версии 2012 года параметра Heat Transfer Coefficient Internal уже НЕТУ!!! Остался только Heat Transfer Coefficient! Что за легкомысленность разработчиков, захотели включили, захотели исключили, на форуме не отвечают! В Хелпе ничего не пишут! Бред!!!

P.S. Подскажите, если все делать вручную, то как бы Вы подошли к вопросу выбора этой самой Default Reference Fluid Temperature? В прямой трубе понятно где ее померить, а в сложных каналах, когда все перемешивается, а сам поток вдобавок еще и двигается из секции в секцию, где продолжает перемешиваться лопастными мешалками и охлаждаться через стенку???

Спс! В Новым Годом!)

[kristeen 355]

Полагаю, что под Internal понимается, что коэффициент этот для "внутреннего пользования", для нужд программы. Возможно, его просто забыли скрыть. Что-то вроде забытой beta-фичи.

В списке параметров должен быть еще Reference Fluid Temperature Internal. Предположу, что именно эта температура "для внутренних дел" используется для определения Heat Transfer Coeff Internal.

[MotorManiac 130]

Я думаю речь не об этом. Альфа получается автоматически когда считается стенка и жидкость-газ. А внешняя это фактически упрощение мат модели - отсечение внешнего расчета. Фактически пользователь задает сам усредненные значения альфа.

[a_a_a+ 11]

Question: What is the difference between the “heat transfer coefficient” and “heat transfer coefficient internal” in the View Settings Parameter List?

Answer: The “Heat transfer coefficient” is defined as alpha=q/(Twall-T).

Where q – heat flux; T=Tref, if reference temperature is set.

Please do not use the "Heat Transfer Coefficient Internal" parameter which was added by mistake and does not provide any benefit for users. So, please, only use the "Heat transfer coefficient" parameter.

Про Reference Temparature........

Discussion

Calculating a heat transfer coefficient

The formula used to calculate the heat transfer coefficient alpha is:

alpha = q/(Tfluid - Twall)

where

q is the heat flux from the wall to the fluid, calculated by SolidWorks Flow Simulation,

Ts is the wall temperature calculated by SolidWorks Flow Simulation,

Tf is the user-specified Reference fluid temperature. As a matter of fact, SolidWorks Flow

Simulation allows you to manually specify an appropriate reference fluid temperature to calculate

the heat transfer coefficient alpha.

The Reference fluid temperature is required from the user to calculate the heat transfer

coefficient. However, if is has not been defined, a default value equal to the Temperature defined

in the Initial and Ambient conditions is used.

Once the user specifies the Reference fluid temperature the user can then display the heat

transfer coefficient in the Cut plot, XYPlot, Point Parameter, etc. commands.

There are two ways to define reference fluid temperatures:

● To set the reference fluid temperature for one or more specific walls (faces of the model),

click Flow Simulation, Results, Insert, Reference Parameters.

● To set the reference fluid temperature for all the faces of the model, click Flow Simulation,

Results, Insert, Default Reference Parameters.

Why do we need to input a fluid temperature whereas it has been calculated by

COSMOSFloWorks?

Because there are different types of fluid temperatures used to calculate the heat transfer

coefficient. Sometimes users want to calculate the local heat transfer coefficient which uses the local

ambient fluid temperature. Other users may want to calculate a average heat transfer coefficient

which would require an average fluid temperature. Sometimes users use the film temperature,

Tfluid = (Tsurface + Tambient)/2.

The fluid temperature not only varies in the axial direction but also the normal direction of the

surface. Just like there is a velocity gradient near the wall there is also a corresponding thermal

gradient. The fluid molecule right next to the wall is much hotter then the fluid molecule near the

free stream. Depending on what the users wants, they can determine which fluid temperature to

use when calculating the heat transfer coefficient. So there is no one fluid temperature, that's why

this value is a user defined value. It gives the user more choices

Грубо говоря, это предполагаемая (назначаемая пользователем) температура текучей среды, относительно которой программа рассчитывает коэффициент теплоотдачи. Авторы программы, чтобы не втягиваться в дискуссии на тему, что под ней понимается, отдали это пользователям.

На самом деле коэффициент теплоотдачи во Flow Simulation является побочным "продуктом жизнедеятельности" (там где текучая среда взаимодействует с телом) и используется, как правило, только для контроля корректности результатов.