fluent用戶大會(huì)文集2001年FLUENT第一屆螺旋折流板換熱器流場(chǎng)的數(shù)值模擬

（西安交通大學(xué)環(huán)境與化學(xué)西安

1一個(gè)臥式的螺旋折流板換熱器【12900mm，殼側(cè)走熱水，冷水通過管程，殼側(cè)內(nèi)徑為252mm，管程由44根φ19×2mm10#組成，管長約為2500mm。管子采用正方形排列，管孔換熱器內(nèi)部流場(chǎng)是一個(gè)紊流中有小渦旋的流場(chǎng)，從大的方面來看是一個(gè)螺旋式流動(dòng)，不過目前對(duì)于螺旋流并沒有建立一個(gè)比較好的數(shù)學(xué)模型。在紊流和螺旋流的相互作用中，流線彎曲、流動(dòng)斜交、局部的回流渦旋等都影響較大，更為復(fù)雜的是他們的綜合作用不等同于他們單個(gè)作用的的疊加。雖然他們作用的機(jī)理很復(fù)雜，但基本上應(yīng)該歸根于旋流對(duì)雷諾應(yīng)力的影響，這種影響提高了法向應(yīng)力的向異性。K－ 模型不適合于流線彎曲旋流的情況，是各向性的，而螺旋流是向異性的對(duì)于弱流問題不很重在強(qiáng)旋中標(biāo)準(zhǔn)的K－ 模型就適用了。同有些修的K－ 模型也不讓人滿，如RNGK－模式用于螺旋方面的預(yù)測(cè)文獻(xiàn)表明其結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)K－模式的相當(dāng)。般而，渦粘性模式不能好地反映流對(duì)流線彎曲的敏感性，同時(shí)也與螺旋流的各向異性這個(gè)特點(diǎn)不相符合，所以常常認(rèn)為渦粘性模型不適用于螺旋流的究。相而言，諾應(yīng)力式（SM）能成功撲捉旋流的性，反流場(chǎng)的化。

E E

uE

cptT TuS uS

x

ijeff

u ui

i

rt Tijeffeff

x3effx j uuUuuuu i

ki x

ij k U Ui

2uiu—u

uu gu

u＋

xij

jk

i j k jm im—2uu jm im

tuiujDij xkkxkkCC*PbCbb1bbCC

ik 3mn

ij ＋Ckb bS2bSCkb b ik jk 3uu2k

mnij i

ijbij

uiij2 ij ui2

x jC13.4,C*1.8,C2 C3 C* C4 C 網(wǎng)格生成對(duì)于空間結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜的物體，只要給出網(wǎng)格尺寸，軟件FLUENT中的軟件包GAMBIT具我們以螺旋角為30°的模型為例。首先用一個(gè)平面縱向切割（split）為兩部分，接著用4個(gè)平面來切割。這樣就可以將整個(gè)模型分為20部分，對(duì)每個(gè)部分用TGrid來生成四面體和金字塔網(wǎng)格計(jì)算對(duì)邊界條計(jì)算狀為額的狀，型采水－來相換。熱流的流速：223h；溫度為：6080℃；壓力為：0.175Ma；出口溫度為：56.10℃；出口壓力為：0.158MPa。冷流體的流速：133h35.043.0上差分格模型比較適合。求解中的差分QUICK格式由于用二次迎風(fēng)插值而比較好。1、劉宗寬。螺旋折流板換熱器傳熱與阻力性能研究：[]。西安：西安交通大學(xué)，2000（2：1641696819992（3309～3121992（593598R.M.EASONY.BAYAZITONEnhancementofheattransferinsquarehelicalductsIntHeatMassTransfer,1994,37(14):2077~2087.9、C.JONASBOLINDER,BENGTSUNDEN.Numericalpredictionoflaminarflowanddconvectiveheattransferinahelicalsquareductwithafinitepitch..Int.HeatMassTransfer,10、WenHuaChen,RayJan.TheTorsionEffectonFullyDe