Реферат на тему Особенности расчетов теплообменных аппаратов в ANSYS Fluent

Содержание:

Введение 3
1 Обзор и ограничения моделей макро теплообменников 4
2. Использование модели не сгруппированного макро теплообменника 5
3. Использование модели сгруппированного макро теплообменника 9
4. Использование двухэлементной модели теплообменника 13
Заключение 19
Список литературы 20

Введение:

ANSYS FLUENT предлагает две модели теплообменников: макро (не сгруппированные и сгруппированные) модели и модель с двумя ячейками. Макромодель позволяет выбирать между двумя моделями теплопередачи, а именно: моделью простой эффективности и моделью количества единиц передачи (NTU). Модели могут использоваться для расчета температуры на входе вспомогательной жидкости для фиксированного отвода тепла или полного отвода тепла для фиксированной температуры на входе вспомогательной жидкости. Для простой модели эффективности вспомогательная жидкость может быть однофазной или двухфазной. Модель с двумя ячейками использует метод NTU для расчетов теплопередачи. Эта модель допускает решение вспомогательного потока на отдельной сетке (отличной от первичной сетки жидкости), в отличие от макромодели, где вспомогательный поток моделируется как одномерный поток. Модель с двумя ячейками также обеспечивает большую гибкость в том, что касается формы теплообменника, и преодолевает некоторые из основных ограничений, присутствующих в макромодели [3].
Актуальность темы заключается в качественном и быстром просчете с помощью программного обеспечения.
Целью работы является изучение особенностей моделирования теплообменников в программе Ansys.
Основными задачами являются:
1. Обзор и ограничения модели
2. Использование модели не сгруппированного макро теплообменника
3. Использование модели сгруппированного макро теплообменника
4. Использование двухэлементной модели теплообменника

Заключение:

Из вышеперечисленного можно сделать выводы о преимуществах модели ntu, которая предоставляет следующие возможности:
• Модель может использоваться для проверки теплоемкости как первичной, так и вспомогательной жидкости, и для расчета теплопередачи используется меньшее из двух значений.
• Модель может использоваться для моделирования теплопередачи первичной жидкости от вспомогательной жидкости и наоборот.
• Модель может быть использована для моделирования первичного обратного потока со стороны жидкости.
• Модель может использоваться с переменной плотностью первичной жидкости.
• Модель может использоваться в последовательных или параллельных симуляторов ANSYS FLUENT.
• Переходные профили могут использоваться для температуры на входе охлаждающей жидкости и для полного отвода тепла.
• Переходные профили могут использоваться для вспомогательных массовых расходов.
• Простая эффективность-модель обеспечивает следующие функции:
• Модель может использоваться для моделирования теплопередачи от вспомогательной жидкости к жидкости.
• Свойства вспомогательной жидкости могут зависеть от давления и температуры, что позволяет изменять фазу вспомогательной жидкости.
• Модель может использоваться как последовательными, так и параллельными симуляторами.
Так или иначе расчет теплообменника в Ansys имеет свои особенности о которых описано в данной работе

Фрагмент текста работы:

1 Обзор и ограничения моделей макро теплообменников
Чтобы использовать модели теплообменника, вы должны определить одну или несколько зон (зон) для жидкости, которые должны представлять ядро теплообменника. Как правило, зона флюида имеет размеры, соответствующие размеру самого ядра. В рамках процедуры настройки вы Определить путь вспомогательной жидкости, количество макросов, а также физические свойства и условия работы активной зоны (параметры падения давления, эффективность теплообменника, расход вспомогательной жидкости и т. Д.). ANSYS FLUENT предоставляет две модели теплопередачи: по умолчанию NTU-модель и простой эффективная модель. Простая эффективная модель интерполирует эффективности от скорости против кривой эффективности, которая предоставлена [2].
Макромодель вполне подходит для тонких прямоугольных сердечников теплообменника, где проходной проход перпендикулярен первичному направлению потока, а вспомогательный поток равномерный. Кроме того, сетка должна быть однородной и структурированной. Однако многие практические теплообменники имеют непрямоугольный сердечник, и вспомогательная жидкость, прежде чем достигнуть сердечника, может проходить через входные баки произвольной формы, что делает их крайне неоднородными. Вполне возможно, что из-за сложной формы сердечника и / или легкости зацепления структурированная сетка не может быть очевидным выбором. Эти недостатки макромодели можно легко преодолеть с помощью модели двухэлементного теплообменника.