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sh060321

新虫 (初入文坛)

[求助] 圆管管束外局部努塞尔数Nu怎么求? 已有1人参与

如图,空气沿Z轴正向流动。利用fluent模拟完成之后,想求圆管管束外局部努塞尔数Nu和局部阻力系数f,看看到哪个地方速度和热都充分发展了。Re=400,速度入口,空气入口条件:0.1m/s,290K;outflow出口,恒壁温340K。
局部努塞尔数计算:Nux=hd/K (d水力直径,k流体导热系数)
h=Q/A△Tlog(△Tlog对数平均温差)
关键就在于对数平均温差的求取。
△Tlog=((Tw-Tin)-(Tw-Tout))/ln((Tw-Tin)/(Tw-Tout))
选定一个截面,如图中的AB或者CD,Tout就可以求得。但是Tin应该取距离Tout多远的截面呢?跟划分的网格大小有关?
望高手指教,新手谢谢了。。
圆管管束外局部努塞尔数Nu怎么求?
图片.jpg
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像梦一样自由
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onesupeng

金虫 (职业作家)

引用回帖:
3楼: Originally posted by sh060321 at 2013-12-18 10:13:05
谢谢您的回答。不好意思,忘记写了,四周壁面为对称边界。这个图是我简单画的示意图,计算的时候只有一根管子在中间。您说的出口用常温是否合理,这个为什么不合理呢?Nu的定义传热学书上就有,Nux只是表示在x处的 ...

首先,我们假定,你流入的流体的温度是Tin,那么,实际上你怎么控制让流出的温度是均匀的?一种非常自然的条件就是出口温度的法向梯度为零,即温度不再随着z的变化而变化,即你所谓的“充分发展”~

如果你的Tout可以是均匀的,那么Tin=Tout为什么没有传热?只要Tin和Tout与Tw不相等,传热是就一定存在。


所以我觉得按照你提供的信息,你的出口问题用dT/dz=0是比较合理的,然后定义△Tlog=Tw-Tin
长期招收博士生,参见http://fsl-unsw.com
4楼2013-12-18 10:23:14
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onesupeng

金虫 (职业作家)

【答案】应助回帖

★ ★
感谢参与,应助指数 +1
1592203609: 金币+2, 谢谢回帖! 2013-12-20 11:55:46
你这个,大家都还比较难猜。

回答你的问题之前,先说一句,你模拟的所有边界条件应该说得更明白一点。

首先,按照你给的定义,Nu公式中的Q,为k\partial T/\partial R |w, 即壁面上的热流量。

在你特定的问题里面,指标已经写的很明确:
Tw圆柱壁面温度
Tin入口温度
Tout出口温度
所以我都没有看出哪儿是难点?这和什么多少网格哪个截面就没有关系。

不过我这里提出几点疑问,首先是你的四周的避免温度是什么条件?你出口用常温是否合理?你的Nu的定义是哪儿来的?按照你的模拟对于Tin=Tout的情况,怎么办?所以我非常不建议用这个定义方式。完全可以将△Tlog项改为Tw-Tin/Tout/Twall 中的任意一个,具体看你其他边界条件怎么定。

» 本帖已获得的红花(最新10朵)

长期招收博士生,参见http://fsl-unsw.com
2楼2013-12-18 07:45:41
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sh060321

新虫 (初入文坛)

送红花一朵
引用回帖:
2楼: Originally posted by onesupeng at 2013-12-18 07:45:41
你这个,大家都还比较难猜。

回答你的问题之前,先说一句,你模拟的所有边界条件应该说得更明白一点。

首先,按照你给的定义,Nu公式中的Q,为k\partial T/\partial R |w, 即壁面上的热流量。

在你特定的问 ...

谢谢您的回答。不好意思,忘记写了,四周壁面为对称边界。这个图是我简单画的示意图,计算的时候只有一根管子在中间。您说的出口用常温是否合理,这个为什么不合理呢?Nu的定义传热学书上就有,Nux只是表示在x处的Nu,这里我可能没有表述清楚。Tin=Tout?不会的吧,如果真有这样子的,那就是表示传热已经达到平衡了,没有传热了,不过我这里的模拟没有出现这种情况。还是您说取的Tin与Tout取值的两个截面距离太短了,Tin=Tout?您说的△Tlog项改为Tw-Tin/Tout/Twall 中的任意一个,是△Tlog=Tw-Tin或者=Tout或者=Twall 吗?我不太明白,如果这么算的话,局部换热系数有怎么算呢?在我的这个模拟中,进口为速度入口,圆柱壁面为恒温,出口为自由流动出口,四周为对称边界。
非常谢谢您的参与,还望能再次得到您的再次指教。
像梦一样自由
3楼2013-12-18 10:13:05
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sh060321

新虫 (初入文坛)

引用回帖:
4楼: Originally posted by onesupeng at 2013-12-18 10:23:14
首先,我们假定,你流入的流体的温度是Tin,那么,实际上你怎么控制让流出的温度是均匀的?一种非常自然的条件就是出口温度的法向梯度为零,即温度不再随着z的变化而变化,即你所谓的“充分发展”~

如果你的Tou ...

我取的流出温度是一个截面上的质量平均,所以流出的温度不必是均匀的。
如果用dT/dz=0,不就是充分发展了吗?我计算的目的想看入口段有多长,以及用相应的特征数表征充分发展。如果直接用这个条件是不是哟写不妥啊?
像梦一样自由
5楼2013-12-18 11:05:52
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