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大头柚子

金虫 (正式写手)

[交流] 【求助】fluent的传热问题,计算结果有没有问题,请大家帮忙看看。【已解决】 已有7人参与

本人菜鸟一只。遇到一个问题,百思不得其解。麻烦大家帮我解答一下。

问题描述:

①要做一个方管的传热。方管内径是2*2mm,外径是3*3mm,长度是600mm。方管初始温度为110℃。用20℃的空气进入管道冷却管道,风速为2.5m/s。想知道多长时间管道出口处的壁面温度能冷却到50℃。

②我的处理方式是:非稳态模型。管道简化成二维模型,入口和出口都是2mm,两侧壁面分别为0.5mm,长度为600mm。两侧壁面分别设置成solid区域,中间是fluid区域。与流体接触的面设置成内壁面,为耦合壁面。其他壁面设置成外壁面,绝热。

③计算初始温度是110℃。空气入口温度是20℃,速度是2.5m/s。固体物性参数为密度2000kg/m3,比热1000,导热系数0.1,都是国家标准单位。

④我的计算结果是150-200s就能达到出口壁面温度为50℃。

困惑:

①同事做实验,计算结果和实验结果一对照,怀疑我的计算结果有问题,说降温太快了,但我怎么都查不出问题来。

②为了计算热量平衡,我在计算过程中取了一个时间点100s,此时空气入口温度为20℃,出口温度为49.5℃,入口处壁面温度为20℃,出口处壁面温度52.5℃。我用这段时间内的空气升温吸收的热量与固体降温放出的热量对照,结果相差好几倍。热量计算是用cm△t算的。用出口与入口的温度的算术平均值作为平均温度。空气的温差为(49.5+20)/2-20,固体的温差为110-(52.5+20)/2。

请各位大虾帮忙看看。谢谢。小女子在线等。





后记:谢谢各位的帮助。
二维和三维的区别这次也算是搞明白了。但是对这么一个简单的传热过程,必须要用三维来算,稍有点郁闷。这只是一个基础过程,后面还会对入口流量做周期性变化,那样的话,计算起来可能就更麻烦了。

[ Last edited by 大头柚子 on 2010-9-8 at 16:05 ]
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hiqun

禁虫 (正式写手)

★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖交流
ctgu_zheng(金币+1):欢迎交流讨论。。。 2010-09-05 00:45:27
方管传热,愚人认为,不可以简化成2维问题。水平方向和对角线方向,是不对称的。,二维问题,需要轴对称。我的几何没学好,方形的是轴对称吗??
5楼2010-09-04 14:52:30
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47425804

木虫 (正式写手)


★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖交流
ctgu_zheng(金币+2):欢迎交流讨论。。。 2010-09-05 00:45:45
我觉得简化成二维欠妥。
一、虽然是2D模型,但是Fluent在Z方向上还是有个默认深度的,这个深度影响有多大还真不好说,可能会比较大。
二、用2D模型,那么另外两个面的传热又是如何考虑的呢?就这么丢了行么?
三、你衡算热量的方法应该是有问题的。单位时间里空气吸收的热量是开始最多,然后逐渐减少的,你不能用100秒的瞬时状态代替整个前100秒;然后管子的温度分布也不会是线性的,空气入口处温度梯度大,越到出口温度梯度越小,不能用算术平均值,最好是求出温度分布然后作积分。
6楼2010-09-04 18:49:04
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普通回帖

zzt_1234

木虫 (著名写手)


小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖交流
ctgu_zheng:欢迎交流讨论。。。 2010-09-03 15:34:41
引用回帖:
Originally posted by 大头柚子 at 2010-09-03 13:57:55:
本人菜鸟一只。遇到一个问题,百思不得其解。麻烦大家帮我解答一下。

问题描述:

①要做一个方管的传热。方管内径是2*2mm,外径是3*3mm,长度是600mm。方管初始温度为110℃。用20℃的空气进入管道冷却管道, ...

感觉热量计算方法不怎么好。呵呵。仅供参考。
2楼2010-09-03 15:24:27
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大头柚子

金虫 (正式写手)

引用回帖:
Originally posted by zzt_1234 at 2010-09-03 15:24:27:

感觉热量计算方法不怎么好。呵呵。仅供参考。

请问你是说,我困惑中的cm△t这么计算有问题还是fluent中的有问题呢。
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3楼2010-09-03 17:03:02
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zzt_1234

木虫 (著名写手)

★ ★
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ctgu_zheng(金币+1):欢迎继续交流。。。 2010-09-05 00:45:01
引用回帖:
Originally posted by 大头柚子 at 2010-09-03 17:03:02:



请问你是说,我困惑中的cm△t这么计算有问题还是fluent中的有问题呢。

cm△t我感觉不是很好
4楼2010-09-04 09:01:48
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大头柚子

金虫 (正式写手)

引用回帖:
Originally posted by 47425804 at 2010-09-04 18:49:04:
我觉得简化成二维欠妥。
一、虽然是2D模型,但是Fluent在Z方向上还是有个默认深度的,这个深度影响有多大还真不好说,可能会比较大。
二、用2D模型,那么另外两个面的传热又是如何考虑的呢?就这么丢了行么?
...

谢谢,豁然开朗。
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7楼2010-09-08 16:06:17
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大头柚子

金虫 (正式写手)

引用回帖:
Originally posted by hiqun at 2010-09-04 14:52:30:
方管传热,愚人认为,不可以简化成2维问题。水平方向和对角线方向,是不对称的。,二维问题,需要轴对称。我的几何没学好,方形的是轴对称吗??

谢谢。
读万卷书,行万里路。
8楼2010-09-08 16:07:01
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jinyaohui

木虫 (正式写手)


小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖
引用回帖:
1楼: Originally posted by 大头柚子 at 2010-09-03 13:57:55:
本人菜鸟一只。遇到一个问题,百思不得其解。麻烦大家帮我解答一下。

问题描述:

①要做一个方管的传热。方管内径是2*2mm,外径是3*3mm,长度是600mm。方管初始温度为110℃。用20℃的空气进入管道冷却管道, ...

楼主,你好,看到你的问题感觉和我的比较相似,所想请教几个问题。你能看下这个帖子吗?http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=3922978
十分感谢!
9楼2011-12-09 10:00:02
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yewb84

新虫 (小有名气)


小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
请问你这个降温时间应该是多少? 谢谢
10楼2013-06-06 11:08:42
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