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湍流传热典型模拟计算

2018/06/1972 作者:佚名
导读: 文献 将GAO-YONG湍流模型应用于湍流传热的研究,分别计算了平板剪切湍流和二维平面冲击射流的湍流传热问题。边界层剪切湍流流动与换热的计算表明:与传统的湍流模型不同,GAO-YONG湍流模型不需要对近壁区域做任何特殊处理(比如壁面函数、低Reynolds数修正等)即可模拟出从壁面到主流区的全部流动与传热情况;另外,对于冲击射流Nusselt数的模拟也得到了与实验符合较好的计算结果,准确地捕

文献 将GAO-YONG湍流模型应用于湍流传热的研究,分别计算了平板剪切湍流和二维平面冲击射流的湍流传热问题。边界层剪切湍流流动与换热的计算表明:与传统的湍流模型不同,GAO-YONG湍流模型不需要对近壁区域做任何特殊处理(比如壁面函数、低Reynolds数修正等)即可模拟出从壁面到主流区的全部流动与传热情况;另外,对于冲击射流Nusselt数的模拟也得到了与实验符合较好的计算结果,准确地捕捉到了2种冲击高度下流场换热的不同特征,表明了GAO-YONG湍流模型能够较高精度地计算湍流换热。

为了深入理解再生冷却过程中碳氢燃料的超临界湍流传热特性,文献 则以正癸烷为研究对象,对其在非对称受热(上壁面外侧加热)方形通道内的流动传热进行了数值研究。在数值方法可靠性得到充分验证的基础上,详细探讨了进口温度和压力等运行参数对通道上壁面和侧壁面内侧平均壁温和平均努塞尔数分布的影响。计算结果表明:在运行压力接近临界压力且主流温度处于拟临界温度附近的综合条件下,流体热物性剧烈变化导致的类膜态沸腾效应,引起了上壁面内侧显著的传热恶化现象。同时,不平衡压差诱发的通道截面速度场异常分布,进一步影响了上壁面内侧近壁区域流体的换热性能。另外,类膜态沸腾效应致使上壁面热流更多地传递到侧壁面,导致侧壁面平均努塞尔数大幅增大,相比于正常换热的最大增幅约为50%。

文献 以长方体Rayleigh-Bénard湍流热对流系统为研究对象,通过改变下导板加热片的功率分布改变下导板的温度分布,精确测量了系统湍流传热效率Nu数,研究了非均匀加热对Nu数的影响。实验结果表明:在非均匀加热情况下,Nu数得到了提升,且加热片的功率分布越不均匀,Nu数的提升越显著,实验中Nu数的提升最大达到13%。值得注意的是,非均匀加热时,上下导板温差越大,Nu数的提升会更加明显。该文献推测Nu数获得提升的原因是:在线性非均匀加热状态下,左右不对称的下导板温度边界层促进了热羽流的生成,进而提高了传热效率。

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