平均换热系数公式及设置.doc

平均换热系数公式及设置.doc

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一）平均换热系数公式

平均换热系数的计算公式为：

，其中R为某一径向坐标，αR为该坐标处的局部换热系数。

平均换热系数

局部换热系数

图2.15下集管圆形射流壁面射流速度径向变化曲线

图2.16下集管圆形射流换热系数径向分布曲线

下集管圆形射流换热特性的影响因素包括表面射流出口速度v0、射流的出口直径D、射流出口距钢板表面的距离H等。

下集管射流的换热系数随射流出口距钢板表面的距离H的增大而减小，其他因素对换热特性的影响与上集管射流相同。

下面还有设置平均平均换热系数

二）模型设置问题如图

WallFunc.HeatTran.Coef.定义

WallFunc.HeatTran.Coef.isdefinedbytheequation

（30.4-44）

whereisthespecificheat,istheturbulencekineticenergyatpoint,andisdefinedinEquation12.10-5.

Thelaw-of-the-wallimplementedinFLUENThasthefollowingcompositeform:

（12.10-5）

whereiscomputedbyusingtheformulagivenbyJayatilleke[165]:

（12.10-6）

and

=

turbulentkineticenergyatpointP

=

densityoffluid

=

specificheatoffluid

=

wallheatflux

=

temperatureatthecelladjacenttowall

=

temperatureatthewall

=

molecularPrandtlnumber（）

=

turbulentPrandtlnumber（0.85atthewall）

=

VanDriestconstant（=26）

=

meanvelocitymagnitudeat

Notethat,forthepressure-basedsolver,theterms

and

willbeincludedinEquation12.10-5onlyforcompressibleflowcalculations.

Thenon-dimensionalthermalsublayerthickness,,inEquation12.10-5iscomputedasthevalueatwhichthelinearlawandthelogarithmiclawintersect,giventhemolecularPrandtlnumberofthefluidbeingmodeled.

Theprocedureofapplyingthelaw-of-the-wallfortemperatureisasfollows.Oncethephysicalpropertiesofthefluidbeingmodeledarespecified,itsmolecularPrandtlnumberiscomputed.Then,giventhemolecularPrandtlnumber,thethermalsublayerthickness,,iscomputedfromtheintersectionofthelinearandlogarithmicprofiles,andstored.

Duringtheiteration,dependingonthevalueatthenear-wallcell,eitherthelinearorthelogarithmicprofileinEquation12.10-5isappliedtocomputethewalltemperatureorheatflux（dependingonthetypeofthethermalboundaryconditions）.

ThefunctionforgivenbyequationEquation12.10-6isrelevantforthesmoothwalls.Fortheroughwalls,however,thisfunctionismodifiedasfollows:

（12.10-7）

whereisthewallfunctionconstantmodifiedfortheroughwalls,definedby.Tofindadescriptionoftheroughnessfunction,youmayrefertoEquation7.13-3inSection7.13.1.

SurfaceHeatTransferCoef.（intheWallFluxes...category）,asdefinedinFLUENT,isgivenbytheequation

（30.4-33）

whereisthecombinedconvectiveandradiativeheatflux,isthewalltemperature,andisthereferencetemperaturedefinedintheReferenceValuespanel.Pleasenotethatisaconstantvaluethatshouldberepresentativeoftheproblem.Itsunitquantityistheheat-transfer-coefficient.