Fluent_HeatTransfer_07_HeatExchangers(热交换)
fluent热流耦合传热问题逻辑
fluent热流耦合传热问题逻辑Fluent热流耦合传热问题逻辑一、引言Fluent是ANSYS公司开发的一款流体力学模拟软件，它可以模拟各种流体现象，如气体、液体、多相流等。
在工程应用中，很多问题不仅涉及到流体的运动，还涉及到热传递。
因此，在Fluent中进行热流耦合传热问题的模拟非常重要。
二、Fluent中的传热模型Fluent中有多种传热模型可供选择，包括导热方程、对流换热方程、辐射传热方程等。
其中，对于大多数工程应用来说，最常用的是对流换热方程和辐射传热方程。
1. 对流换热方程对于液态和气态物质的传热过程，通常采用对流换热方程进行建模。
在这种情况下，通过求解连续性方程和动量方程得到速度场分布，并将其代入能量方程中求解温度场分布。
2. 辐射传热方程当物体表面温度高于周围环境时，其会向周围环境辐射能量。
这种能量的传递过程可以通过辐射传热方程进行建模。
在这种情况下，需要考虑物体表面的辐射能量和周围环境的吸收和散射能力。
三、Fluent中的热流耦合模型在很多工程应用中，流体运动和热传递是相互耦合的。
在Fluent中，可以采用不同的方法来处理这种耦合关系。
1. 基于壁面温度的热流耦合模型在这种模型中，假设壁面温度已知，并将其作为边界条件输入到Fluent中。
然后，在求解连续性方程、动量方程和能量方程时，使用壁面温度来计算传热通量。
2. 基于壁面热通量的热流耦合模型在这种模型中，假设壁面热通量已知，并将其作为边界条件输入到Fluent中。
然后，在求解连续性方程、动量方程和能量方程时，使用壁面热通量来计算温度场分布。
3. 基于相互耦合求解器的热流耦合模型在这种模型中，采用相互耦合求解器对流体运动和热传递进行同时求解。
这种方法可以更准确地模拟流体运动和热传递之间的相互作用。
四、Fluent中的热辐射模型在一些情况下，物体表面的温度非常高，其向周围环境辐射出的能量占据了主导地位。
在这种情况下，需要使用Fluent中的热辐射模型来进行建模。
Fluent辐射传热模型理论以及相关设置[精品文档]
![Fluent辐射传热模型理论以及相关设置[精品文档]](https://img.taocdn.com/s3/m/31a319b384868762cbaed510.png)
Fluent辐射传热模型理论以及相关设置目录1概述 (2)2基础理论 (2)2.1专业术语解释： (2)2.2FLUENT辐射模型介绍： (3)2.3辐射模型适用范围总结 (4)3Fluent实际案例操作 (5)3.1Case1-测试external emissivity 使用DO模型计算-2D模型 (5)3.2Case2-测试internal emissivity-使用DO模型计算-2D模型 (6)3.3仿真结论 (9)1概述在传热的仿真中，有时候会不可避免的涉及到辐射传热，而我们对Fluent中辐射模型的了解甚少，很难得到可靠的计算结果。
因此，一直以来，Fluent中的带辐射的传热仿真是我们的一个难点，本专题重点来学习辐射模型的理论，让我们对辐射计算模型有一个深入的了解，以帮助我们攻克这个仿真难点。
2基础理论2.1专业术语解释：在Fluent中开启辐射模型时，流体介质以及固体壁面会出现一些专业的参数需要用户来设置。
在Fluent help中介绍辐射模型时会经常提到一些专业术语。
对这些专业参数以及术语，我们来一一解释：1、Optical thickness（光学深度，无量纲量）：介质层不透明性的量度。
即介质吸收辐射的能力的量度，等于入射辐射强度与出射辐射强度之比。
设入射到吸收物质层的入射辐射强度为I ，透射的辐射强度为e，则T = I/e，其中T为光学深度。
按照此定义，那介质完全透明，对辐射不吸收、也不散射，透射的辐射强度e=入射辐射强度I，即光学深度为T=1，介质不参与辐射。
—摘自百度百科而FLUENT中T=αL，其中L为介质的特征长度，α为辐射削弱系数（可理解为介质因吸收和散射引起的光强削弱系数）。
如果T=0，说明介质不参与辐射，和百度百科中的定义有出入。
但是所表达的意思是接近的，一个是前后辐射量的比值；一个是变化量和入射辐射量的比值（根据Fluent help里的解释，经过介质的辐射损失量=I*T，个人理解，按照此定义，T不可能大于1啊，矛盾。
FLUENT软件操作界面中英文对照
FLUENT软件操作界面中英文对照编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（FLUENT软件操作界面中英文对照）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为FLUENT软件操作界面中英文对照的全部内容。
FLUENT 软件操作界面中英文对照File 文件Grid 网格Models 模型 ： solver 解算器Read 读取文件：scheme 方案 journal 日志profile 外形Write 保存文件Import:进入另一个运算程序Interpolate ：窜改,插入Hardcopy ： 复制，Batch options 一组选项Save layout 保存设计Pressure based 基于压力Density based 基于密度implicit 隐式， explicit 显示Space 空间:2D，axisymmetric（转动轴）,axisymmetric swirl （漩涡转动轴）；Time时间：steady 定常，unsteady 非定常Velocity formulation 制定速度：absolute绝对的； relative 相对的Gradient option 梯度选择：以单元作基础;以节点作基础；以单元作梯度的最小正方形。
Porous formulation 多孔的制定：superticial velocity 表面速度；physical velocity 物理速度；solver求解器Multiphase 多相 energy 能量方程Visous 湍流层流，流态选择Radiation 辐射Species 种类，形式（燃烧和化学反应）Discrete phase 离散局面Solidification & melting (凝固/熔化）Acoustics 声音学：broadband noise sources多频率噪音源models模型Materials 定义物质性质Phase 阶段,相Operating conditions 操作压力条件Boundary conditions 边界条件Periodic conditions 周期性条件Grid interfaces 两题边界的表面网格Dynamic mesh 动力学的网孔Mixing planes 混合飞机？混合翼面？Turbo topology 涡轮拓扑Injections 注射DTRM rays DTRM射线Custom field functions 常用函数Profiles 外观,Units 单位User-defined 用户自定义materials 材料Name 定义物质的名称 chemical formula 化学反应式 material type 物质类型（液体，固体）Fluent fluid materials 流动的物质 mixture 混合物order materials by 根据什么物质(名称/化学反应式）Fluent database 流体数据库 user-defined database 用户自定义数据库Propertles 物质性质从上往下分别是密度比热容导热系数粘滞系数Operating conditions操作条件操作压力设置：operating pressure操作压力reference pressure location 参考压力位置gravity 重力，地心引力gravitational Acceleration 重力加速度operating temperature 操作温度variable—density parameters 可变密度的参数specified operating density 确切的操作密度Boundary conditions边界条件设置Fluid定义流体Zone name区域名 material name 物质名 edit 编辑Porous zone 多空区域 laminar zone 薄层或者层状区域 source terms (源项？）Fixed values 固定值motion 运动rotation—axis origin旋转轴原点Rotation—axis direction 旋转轴方向Motion type 运动类型： stationary静止的； moving reference frame 移动参考框架； Moving mesh 移动网格Porous zone 多孔区Reaction 反应Source terms （源项)Fixed values 固定值velocity—inlet速度入口Momentum 动量 thermal 温度 radiation 辐射 species 种类DPM DPM模型（可用于模拟颗粒轨迹) multipahse 多项流UDS(User define scalar 是使用fluent求解额外变量的方法）Velocity specification method 速度规范方法： magnitude，normal to boundary 速度大小,速度垂直于边界;magnitude and direction 大小和方向；components 速度组成？Reference frame 参考系:absolute绝对的；Relative to adjacent cell zone 相对于邻近的单元区Velocity magnitude 速度的大小Turbulence 湍流Specification method 规范方法k and epsilon K—E方程:1 Turbulent kinetic energy湍流动能；2 turbulent dissipation rate 湍流耗散率Intensity and length scale 强度和尺寸： 1湍流强度 2 湍流尺度=0.07L（L为水力半径)intensity and viscosity rate强度和粘度率:1湍流强度2湍流年度率intensity and hydraulic diameter强度与水力直径：1湍流强度;2水力直径pressure-inlet压力入口Gauge total pressure 总压supersonic/initial gauge pressure 超音速/初始表压constant常数direction specification method 方向规范方法:1direction vector方向矢量；2 normal to boundary 垂直于边界mass—flow—inlet质量入口Mass flow specification method 质量流量规范方法：1 mass flow rate 质量流量；2 massFlux 质量通量 3mass flux with average mass flux 质量通量的平均通量supersonic/initial gauge pressure 超音速/初始表压direction specification method 方向规范方法：1direction vector方向矢量；2 normal to boundary 垂直于边界Reference frame 参考系：absolute绝对的;Relative to adjacent cell zone 相对于邻近的单元区pressure-outlet压力出口Gauge pressure表压backflow direction specification method 回流方向规范方法：1direction vector方向矢量；2 normal to boundary 垂直于边界；3 from neighboring cell 邻近单元Radial equilibrium pressure distribution 径向平衡压力分布Target mass flow rate 质量流量指向pressure-far—field压力远程Mach number 马赫数 x-component of flow direction X分量的流动方向outlet自由出流Flow rate weighting 流量比重inlet vent进口通风Loss coeffcient 损耗系数 1 constant 常数；2 piecewise—linear分段线性；3piecewise-polynomial 分段多项式；4 polynomial 多项式EditPolynomial Profile高次多项式型线Define 定义 in terms of 在一下方面 normal-velocity 正常速度 coefficients系数intake Fan进口风扇Pressure jump 压力跃 1 constant 常数；2 piecewise—linear分段线性；3piecewise—polynomial 分段多项式；4 polynomial 多项式exhaust fan排气扇对称边界（symmetry)周期性边界(periodic）Wall固壁边界adjicent cell zone相邻的单元区Wall motion 室壁运动：stationary wall 固定墙Shear condition 剪切条件： no slip 无滑；specified shear 指定的剪切;specularity coefficients 镜面放射系数 marangoni stress 马兰格尼压力?Wall roughness 壁面粗糙度：roughness height 粗糙高度 roughness constant粗糙常数Moving wall移动墙壁Translational 平移rotational 转动components 组成Solve/controls/solution 解决/控制/解决方案Equations 方程 under—relaxation factors 松弛因子： body forces 体积力Momentum动量 turbulent kinetic energy 湍流动能turbulent dissipation rate湍流耗散率Turbulent viscosity 湍流粘度 energy 能量Pressure-velocity coupling 压力速度耦合： simple ，simplec，plot和coupled是4种不同的算法。
fluent传热系数
fluent传热系数
FLUENT是一种流体力学仿真软件，用于模拟和分析流体和传热问题。
传热系数是其中一个重要的参数，用于描述热量传递的速率。
在FLUENT中，可以通过以下方式获取传热系数：
1.壁面热通量（Wall Heat Flux）：可以通过FLUENT中的壁面
条件设置检查壁面的热通量。
传热系数可以从壁面热通量
中计算得到。
2.热通量梯度（Heat Flux Gradient）：传热系数可以通过壁面
的热通量梯度在表面上的变化率来计算。
FLUENT提供了
在监控面板或者通过后处理工具进行结果分析时，查看壁
面上的热通量梯度。
3.对流传热模型（Convective Heat Transfer Model）：FLUENT
提供了多种对流传热模型，如湍流模型和辐射传热模型等。
这些模型通常包含了与传热系数相关的物理参数，并提供
相关的计算值。
在FLUENT中，用户可以根据具体的模拟和分析需求选择适当的方式来获得传热系数。
这些方法可以用于计算不同壁面的传热系数，或者在不同条件下计算传热系数的变化。
需要注意的是，在设置和解决传热问题时，应该根据具体情况选择合适的模型和边界条件。
此外，在获取传热系数时，还需要对结果进行验证和合理性检查，以确保计算得到的传热系数是可靠和准确的。
fluent实例：冷、热水混合器内的三维流动与换热
图 33 速度边界设置对话框
2.设置入口 2 的边界条件
图 34 速度入口 2 的设置对话框
- 16 -
2. 设置出流口的边界条件
图 35 出口边界设置对话框
步骤 5：求解初始化
图 36 初始化设置对话框
- 17 -
步骤 6：设置监视器
图 37 监视器设置对话框
步骤 7：保存 case 和 data 文件
步骤 8：求解计算
图 38 迭代计算设置对话框
- 18 -
图 39 残差曲线图
图 40 出口速度监控图
三． 计算结果的后处理 步骤 1：创建等（坐标）值面
1. 创建一个 z=4cm 的平面，命名为 surf-1 2. 创建一个 x=0 的平面，命名为 surf-2
- 19 -
图 41 等值面设置对话框
2.启动能量方程
图 28 能量方程设置对话框
2. 使用 k 湍流模型
- 13 -
图 29 湍流模型设置对话框
步骤 3 设置流体的材料属性
图 30 材料属性设置对话框
- 14 -
图 31 流体材料库对话框
步骤 4 设置边界条件
图 32 边界条件设置对话框
- 15 -
1. 设置入口 1 的边界条件
图 13 出流小管设置对话框
图 14 创建出流小管后的混合器
2．将其移动并与锥台相接
图 15 移动小出流圆管设置对话框
图 16 移动小出流圆管后的混合器
步骤 7 将混合器上部、渐缩部分和下部出流小管组合为一个整体
-5-
图 17 体积列表框
图 18 合并体积后的混合器
步骤 8：混合内区域划分网格
图 19 网格设置对话框
fluent传热系数
fluent传热系数摘要：I.引言- 简要介绍fluent 传热系数II.传热系数的定义与意义- 传热系数的定义- 传热系数在工程领域的重要性III.fluent 软件与传热系数计算- fluent 软件简介- 使用fluent 软件计算传热系数的方法IV.传热系数的影响因素- 材料性质的影响- 流动状态的影响- 传热方式的影响V.提高传热系数的途径- 材料选择与设计- 流动控制与优化- 传热方式改进VI.结论- 总结传热系数的重要性与计算方法- 展望传热系数在未来的研究前景正文：fluent 传热系数是fluent 软件中一个重要的参数，它描述了流体中热量传递的能力。
传热系数越大，表示流体中的热量传递能力越强。
在工程领域，fluent 传热系数被广泛应用于热力学、流体力学、材料科学等领域，对于工业生产、能源转换与传输、材料加工等过程都有重要的影响。
传热系数是指在单位时间内，单位面积的物质传递的热量与物质的温度差之比。
通常用符号k 表示，单位为瓦特每平方米开尔(W/m^2K)。
传热系数的大小取决于物质的性质、流动状态以及传热方式等因素。
fluent 软件是一款强大的流体仿真软件，可以用于计算流体的运动、热传递、化学反应等多种物理现象。
在fluent 软件中，传热系数的计算是通过模拟流体流动与热传递过程，根据能量守恒定律来求解的。
传热系数的大小对流体的热传递性能有着重要的影响。
一般来说，材料的导热性能越好，传热系数就越大。
此外，流体的流动状态也会对传热系数产生影响。
当流体流动速度增大时，流体分子间的碰撞次数增加，热量传递的效率也会提高，因此传热系数会增大。
另外，传热方式也会对传热系数产生影响。
例如，在热传导过程中，固体材料之间的传热系数要远远大于流体材料之间的传热系数。
为了提高传热系数，可以采取以下几种途径：选择具有高导热性能的材料，通过优化流动状态，改进传热方式等方式。
例如，在工业生产中，可以采用高导热性能的材料来提高热交换器的效率；在材料科学领域，可以通过改进材料的微观结构，提高材料的导热性能；在航空航天领域，可以通过优化流体流动状态，提高传热效率，从而提高发动机的性能。
fluent对流换热自由流温度
fluent对流换热自由流温度热传递是许多重要工程过程中的关键问题。
在这些过程中，传热现象的研究对于设计和优化系统至关重要。
对流换热是一种重要的热传递方式，其是由物质运动引起的热量运移。
自由流（Free convection）是指在无外部强制物流驱动下，流体由于密度的变化在物体表面和周围气体之间自由地进行的对流传热过程。
在此过程中，流体的热传递主要依赖于池火流体周围的温度差异。
自由流对流换热的一个关键参数是流体的Nusselt数，即Nu。
Nusselt数指液流中流体颗粒的热传递系数与流体传递系数之比。
它的大小决定了自由流对流换热的强度。
常用的计算自由流对流换热的公式为：Nu = 0.59 + 0.385 * Ra^1/5其中 Ra 是瑞利数。
瑞利数用来描述自由流换热流动时，重力和表面张力之间的相对强度。
Ra数越大，自由流对流换热的贡献越大。
公式的其中一种形式如下：Ra = gβΔθL^3/να其中，g是重力加速度，β是液体的温度膨胀系数，Δθ是液体的温度差，L是表面的特征长度，ν是动力粘度，α是液体的热扩散系数。
瑞利数越大，对流传热的强度越大，由此可以计算出流体的Nusselt数。
在自由流对流换热过程中，还需要考虑热边界层厚度对热传递的影响。
对于自由流对流换热，热边界层的影响相对较小。
但当温度差较小时，边界层的影响仍然需要考虑。
自由流对流换热也可以用流量相似性原理进行估算。
这个原理基于质量、热和动量的传递方式相似的流动现象会在不同尺度上显示相似的行为。
基于这个原理，可以设计实验来估算不同尺寸比例下的自由流对流换热系数。
在实际的工程应用中，自由流对流换热是非常重要的。
例如，太阳能板、潮湿的岩石表面和冷凝器等都依赖于自由流对流换热。
对于这些应用而言，理解和优化自由流对流换热过程是至关重要。
只有深入研究这个过程，我们才能更好地优化热传递过程，提高能源效率和生产效率，实现可持续的工业发展。
Fluent经典教材.7.heatxfer
F9
Fluent Inc. 6/18/2010
Fluent Software Training TRN-98-006
Thermal Conditions for Fluids and Solids
Can specify an energy source using Source Terms option.
Constant (with optional Boussinesq modeling) Temperature-dependent Composition-dependent
F12
Fluent Inc. 6/18/2010
Fluent Software Training TRN-98-006
F11
Fluent Inc. 6/18/2010
Fluent Software Training TRN-98-006
Fluid Properties
Fluid properties such as heat capacity, conductivity, and viscosity can be defined as:
F8
Fluent Inc. 6/18/2010
Fluent Software Training TRN-98-006
Thermal Boundary Conditions at Flow Inlets and Exits
At flow inlets, must supply fluid temperature. At flow exits, fluid temperature extrapolated from upstream value. At pressure outlets, where flow reversal may occur, "backflow" temperature is required.
fluent heat exchange热交换模型介绍
fluent heat exchange热交换模型介绍
"Fluent" 是一种计算流体力学（CFD）软件，而"heat exchange" 则指的是热交换，即在流体中传递热量的过程。
在Fluent 中，可以使用不同的模型和方法来模拟和分析流体中的热交换过程。
热交换模型在Fluent 中涉及到流体流动、传热和传质等多个方面。
以下是一些常见的Fluent 中用于热交换模拟的模型和方法：
1.传热模型：Fluent 提供了多种传热模型，包括传导、对流和辐射传热。
用户可以选择
适当的传热模型，根据系统的特点来模拟热量的传递。
2.壁面热通量：可以在Fluent 中设置不同表面的壁面热通量，以模拟具体区域的热交
换情况。
这对于热交换器、散热器等设备的仿真很重要。
3.热源和热汇：用户可以设置热源和热汇，模拟系统中的加热或散热过程。
这对于热交
换系统的设计和优化非常有用。
4.多相流和相变：在一些热交换系统中，可能涉及到多相流动和相变过程，如蒸发、冷
凝等。
Fluent 支持多相流和相变模型，以更全面地模拟系统中的热交换。
5.换热器模块：Fluent 中有专门的换热器模块，用于更方便地建模和分析换热器的性能，
包括壁面传热系数、温度分布等。
使用Fluent 进行热交换模拟需要用户详细了解系统的几何形状、边界条件、材料属性等信息，并选择合适的模型和参数。
通过模拟，用户可以获得系统内部的流动、温度场等信息，帮助设计和优化热交换设备。
fluent相间质量热量传递heat, mass, reactions -回复
fluent相间质量热量传递heat, mass, reactions -回复以下是一个基于主题"fluent相间质量热量传递heat, mass, reactions"的1500-2000字文章：Fluent软件是一种在流体力学领域非常常用的计算流体动力学（CFD）软件。
它在各种领域，如航天航空、汽车工程、能源、化学过程和环境工程中都有广泛的应用。
其中一个重要的应用领域是相间质量热量传递，它涉及到热量、物质质量和反应的传递和交换。
在CFD模拟中，fluent通过数学模型和计算方法来解决模拟问题。
对于相间质量热量传递问题，需要考虑流体的运动、温度、物料质量的变化和化学反应等因素。
fluent可以基于质量守恒、动量守恒、能量守恒和质量守恒方程的控制方程来进行模拟和计算。
首先，我们需要定义流体的物理属性，如密度、粘度和传导率等。
这些参数将会在模拟过程中使用到，确保计算的准确性和可靠性。
然后，我们需要设定边界条件。
边界条件是计算中非常重要的一步，它们决定了流体和物质在不同区域间的传递和交换方式。
例如，在一个池塘中，我们可以设定底部为固体边界，而顶部为开放边界，使得水分子可以通过顶部进入和离开系统。
此外，我们还可以设置壁面边界，以模拟管道中流体与固体壁面的热量和物质传递。
接下来，我们需要定义传热和传质模型。
热量传递可以通过传导、对流和辐射等多种方式发生。
fluent提供了各种传热模型，如导热方程、湍流方程和多孔介质模型等，以满足不同问题的需求。
此外，物质传递也需要考虑浓度差异和流体运动的影响。
对于化学反应方面，我们可以利用反应速率模型和化学反应器来模拟和计算。
在模拟过程中，我们可以观察和分析各种参数的变化情况。
fluent提供了可视化工具，如流线图、温度图和浓度分布图等，以帮助我们更好地理解问题的本质和特点。
通过分析这些结果，我们可以获得关于流体运动、热量传递和物质传递的详细信息，并优化系统设计和工艺流程。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• Allows more flexibility as far as the shape of the heat exchanger is
concerned
© 2013 ANSYS, Inc.
March 28, 2013
9
Release 14.5
Macro Heat Exchanger Models Overview
• Simulation of Heat Exchangers • Heat Exchanger Models in ANSYS Fluent 14.5
• Summary
© 2013 ANSYS, Inc.
5
Introduction
• Heat Exchangers are widely used in industry and need to be taken into account in many CFD calculations
© 2013 ANSYS, Inc.
March 28, 2013
7
Release 14.5
Outline
• Introduction
• Simulation of Heat Exchangers • Heat Exchanger Models in FLUENT 14.5
• Summary
© 2013 ANSYS, Inc.
© 2013 ANSYS, Inc. March 28, 2013 14 Release 14.5
Simple Effectiveness Model
• Rate of heat transfer
q Cmin (Tin, hot Tin, cold )
C p ) primary Cmin (m
Uncoupled non-conformal interfaces
Wedge cells aligned with the flow in both heat exchangers
A tutorial is available on how to prepare the mesh
© 2013 ANSYS, Inc. March 28, 2013 12 Release 14.5
• Boiler • Condenser
• Radiators
• Coolers
© 2013 ANSYS, Inc.
March 28, 2013
3
Release 14.5
Introduction
• CFD can be used to calculate
• Local heat transfer near the heat exchanger walls
Simulation of Heat Exchangers
• Multiple models are available to simulate heat exchangers.
• Models range from very simple to very complex.
• Radiator model
Introduction
• Heat exchanger geometries are generally complex and cannot be included in the CFD domain due to widely varying spatial length scales.
• Many difficulties will be alleviated if models were available to compute:
March 28, 2013
8
Release 14.5
Simulation of Heat Exchangers
• Macro Models (ungrouped and grouped)
• ANSYS FLUENT allows you to chose between two heat transfer models
• Non-conformal interfaces can be used to connect sides with neighboring tetrahedral mesh.
© 2013 ANSYS, Inc.
March 28, 2013
11
Release 14.5
Mesh Considerations
• • • • Surface zone Specific condition built-in Global pressure loss and heat transfer calculation User input – pressure loss coefficient, heat transfer coefficient, radiator temperature or heat flux
Models and Options
• Heat exchanger conditions saved in
file/write-bc Models Heat Exchangers Edit… Define… Ungrouped Macro Model
• Heat transfer options
• Global efficiency is applied at each cell
• Fixed heat rejection • Fixed auxiliary inlet temperature • When one is fixed, the other is
computed • Selection of the heat exchanger model
• Simple effectiveness • NTU-based • Both available in parallel
© 2013 ANSYS, Inc.
March 28, 2013
13
Release 14.5
Simple Effectiveness Model
• Can be used to model heat transfer from the auxiliary fluid to the gas
• The primary fluid capacity rate must be lower than the auxiliary fluid capacity
• Dual-Cell-Based Heat Exchanger Models
• Uses the NTU method for heat transfer calculation • Two volume zones defined on top of one another
• • Primary flow Auxiliary flow
• Porous Media + Energy Source for fluid zone
• • • • Volume zone (fluid) Non specific to heat exchanger UDF can be used to defined velocity, position or time dependent profile Refer to lecture on Heat Transfer in Porous Media
• • Simple effectiveness: The coolant can be single phase or two-phase Number of Transfer Units (NTU)
• A 1D flow is assumed for the auxiliary or coolant flow
• Pressure loss generated by the heat exchanger for the primary flow • Heat transfer between the primary and auxiliary flows
© 2013 ANSYS, Inc.
March 28, 2013
5
Release 14.5
Outline
• Introduction
• Simulation of Heat Exchangers • Heat Exchanger Models in FLUENT 14.5
• Summary
© 2013 ANSYS, Inc.
March 28, 2013
6
Release 14.5
© 2013 ANSYS, Inc.
March 28, 2013
10
Release 14.5
Mesh Considerations
• The core must be approximately rectangular in shape.
• Evenly distributed Hex/Wedge cells must be used.
Local HTC Prediction on a Corrugated Plate Heat Exchanger
• Global influence of the heat exchanger on its environment
© 2013 ANSYS, Inc.
March 28, 2013
4
Release 14.5
• Number of cells in the three coordinate directions must be based on macro
•
discretization. Equal number of cells in each macro • Quad or wedge elements are recommended (no pyramids)