Теплообмен и изменение скорости течения газа при заданном источнике тепла

[asver 0]

Здравствуйте!

 

Занимаюсь моделированием высокочастотной индукционной плазмы в аргоне и воздухе. На данном этапе стоит следующая задача: есть распределение тепловыделения в разряде, хочу, используя Fluent, рассчитать поля скоростей и температуры.

Тепловыделение рассчитано по модели моего научного руководителя на основе экспериментальных данных.

 

Модель двумерная, область расчета представляет собой прямоугольник 84x200 мм, сетку пока для удобства расчетов сделал прямоугольную с шагом в 1 мм (именно с таким шагом рассчитано тепловыделение).

 

Задача нестационарная, подключено уравнение энергии. Течение предполагается ламинарным (над этим думаю, возможно, подключу турбулентность, так как целевая модель - трехмерная, с 12 инжекторами). Задаю постоянную начальную скорость 0,35 м/с, давление на выходе 0 Па. Начальная температура 300 К. Тепловыделение задаю с помощью UDF DEFINE_SOURCE.

 

Получаю следующее распределение температуры:

 

 

Порядок температур пока неверный, возможно, где-то с коэффициентом ошибся... Максимальная должна быть на уровне 8000-9000 К. Но это пока не важно =) В целом, картинка распределения температуры похожа на распределение тепловыделения (с учетом движения газа, разумеется), поэтому надеюсь, что с UDF не начудил.

 

Вопросы у меня следующие:

 

1. Почему не прогревается промежуток между двумя нагретыми областями?

2. Почему даже после нагревания скорость и давление газа (в нагретых областях) не растет? (Картинку приложу, если будет нужна. Но она не информативна.)

3. И простите за профанский вопрос, сам по образованию не физик, и не могу нагуглить ничего интересного. Насколько хотя бы примерно должны расти скорость и давление при нагревании газа с 300 К до 2500 К (и до 8000-9000 К - когда разберусь, в чем дело там с порядком температуры)?

 

Есть ощущение, что если удастся решить проблему во втором вопросе, первый отпадет, так как ИМХО не нагревается газ в промежутке именно потому, что газ не расширяется и соответственно не разгоняется в нагретых областях.

 

Простите за сумбур, буду благодарен за любой совет!

 

С уважением,

Олег Игнатов

Изменено 28 августа 2013 пользователем asver

[Yuri69 1]

По вопросу №3: поищите "тепловое сопло" в курсах газовой динамики (Абрамовича, например). Но там речь идет о течении с подогревом в канале...

[asver 0]

По вопросу №3: поищите "тепловое сопло" в курсах газовой динамики (Абрамовича, например). Но там речь идет о течении с подогревом в канале...

Спасибо! Обязательно посмотрю.

 

Кстати, после подключения турбулентности газ стал прогреваться примерно как и ожидалось, но роста давления и скоростей все так же нет :(