【正文】 39 曲率半徑 Rc 變化對 矩形螺旋管 傳熱特性影響 Rc=50 Rc=100 Rc=200 結論： 40 Rc 的變化對 Nu 和阻力系數(shù)的影響 （ 1）曲率半徑 Rc=50 時， 雷諾數(shù)變化對阻力系數(shù)的影響 Rc直徑 螺距 螺旋線長 出口壓力 入口壓力 壓力差 雷諾數(shù) 阻力系數(shù) 500 1000 1500 2020 2500 阻力系數(shù)和Re的關系01020304050607080900 500 1000 1500 2020 2500 3000雷諾數(shù)阻力系數(shù)系列1 （ 2）曲率半徑 Rc=50 時，雷諾數(shù)的變化對 Nu 的影響 雷諾數(shù) Nu 500 1000 1500 2020 2500 Nu隨R e的變化關系圖 0510152025303540450 500 1000 1500 2020 2500 3000ReNu Nu 。 曲率變化對矩形螺旋管流動特性的影響 （ 1） Rc 變化對速度場的影響（左側圍內，右側為外） X向 Rc=50 Rc=100 Rc=200 36 Y 向 Rc=50 Rc=100 Rc=200 37 Z 向 Rc=50 Rc=100 缺 速度等值線圖 Rc變化對二次流的影響 38 Rc 變化對壓力場的影響 Rc=50 Rc=100 Rc=200 從圖中可看出：隨著 Rc 的增大。這說明在層流流動時，應考慮使用較小的雷諾數(shù)作為換熱的初始條件以獲取更好的換 熱效果。當雷諾數(shù)隨 Re 增加時，低溫區(qū)的范圍增大。 螺旋中心線速度比較 ？ （ 2）雷諾數(shù)對二次流的影響 (3)雷諾數(shù)對壓力場的影響 Re=500 Re=1000 32 Re=1500 Re=2020 Re=2500 圖 z=0 x30 y40 壓力場圖 缺壓力場線圖 從 圖 可以看出低壓區(qū)域位于管的內壁，高壓區(qū)域位于管的 外壁，且隨雷諾數(shù)的增大而增大，壓力梯度也隨之增大。最大 等值線靠近與管壁的 外側，這主要是離心作用。在 Y 向速度等值線則沿長軸和短軸之間的一條斜線上分成形狀大致相同且速度相反的兩個區(qū)域。 雷諾數(shù)對矩形截面的螺旋管流動特性的影響。其中 Vector（矢量）格式清晰度高，但操作速度較慢， Raster（光柵）格式清晰度稍差，但操作速度較快，可以根據自己的需要決定圖形格式。 26 按照上面窗口的設置完成后點擊 OK，再選擇 Copy to Clipboard，再到 WORD 中粘貼，即可得到彩色白底圖形。 Data ，保存所有的設置和所有的數(shù)據。 （ 4） Report→ Surface Integrals 計算平均溫度，阻力系數(shù)和 Nu。然后單擊 Iterate 按鈕，就會顯示圖 422 所示的計算過程。 圖 421 殘差設置對話框 25 （ 3）迭代計算 選擇 Solve→Iterate ，打開如圖 422 所示的對話框。選擇 Options 下面的Plot 復選項，則可在計算時動態(tài)地顯示計算殘差。 Compute 內選擇 inlet，依次點擊 Init、 Apply 和 Close 按鈕。 nei 邊的邊界類型為 wall， Thermal Condition 下 Temperature 右邊的白色文本框內輸入 350K 如圖 419 所示。 23 圖 417 水 的屬性 步驟 4：設置邊界條件 選擇 Define→Boundary Conditions ，對計算區(qū)域的邊界條件進行具體設置。 步驟 2：選擇計算模型 選擇 Define→Models→Energy ，然后在出現(xiàn)的如圖 416 所示的對話框中選中 Energy Equation,單擊 OK 即完成了方程的選擇。 22 圖 415 網格顯示對話框 網格文件的各個部分的顯示可以通過 Surfaces 下面列表框中某個部分是否選中來控制。 （ 2）檢查網格文件 選擇 Grid→Check 對網格文件進行檢查，這里要注意最小的網格體積（ minimum volume）值一定要大于 0。 啟動 Fluent 后出現(xiàn)下面的窗口，在 Versions 中選擇 3d，點擊 Run 按鈕即可。 2. 利用 Fluent 求解器進行求解 利用 Gambit 軟件繪制出幾何圖形、劃分網格、指定邊界類型以及輸出 Mesh 文件，然后用 Fluent 將網格文件導入，便可以對其進行數(shù)值求解。 圖 413 輸出文件對話框 21 注意只有選擇了 Export 2D(XY) Mesh 選項之后才能輸出為 .msh 文件。都定義完之后，可以得到圖 412 的邊界名稱和邊界類型。具體操作為在 Name 右邊的白色框中輸入 inlet，選擇 Entity下面的類型為 faces， 然后在 faces 右邊的黃色對話框中選擇熱源對應的邊 ， 在 type內選擇類型為 VELOCITY_INLET， 點擊 Apply 之后就將 inlet 定義成了 入口面 。 選擇 Operation →Zone ，打開對話框 ,指定邊界條件的類型。 圖 411 網格的劃分 步驟 4：邊界條件類型的指定 在指定邊界條件之前，需要選定一個求解器，因為不同求解器的邊界類型不一樣。點擊 Apply 確認 。 （ 2） 體 的網格劃分 選擇 Operation →Mesh → volmues ，打開圖 410 所示的對話框 圖 410 體 網格劃分對話框 在 Volumes 后面的黃色框中選中 ，選中之后，可以看到面上的邊均變成紅色，表示選擇成功。對話框中的其它選項均保持默認值，此時 Spacing 的類型為 Interval size，它左邊的默認值為 1。 選擇 Operation →Mesh →Face ，打開圖 49 所示的對話框 。 選擇 選擇 Operation →Geometry → Volume ，打開圖 48 所示的對話框 。 圖 46 幾何圖形的顯示 選擇 Operation →Geometry →Face ，打開圖 47 所示的對話框 。 選擇 Operation →Geometry → edge 打開圖 44 所示的對話框 。 圖 42 確認保存對話框 步驟 2：創(chuàng)建幾何圖形 選擇 Operation →Geometry → Vertex 打 開圖 43 所示的對話框 。 15 第四章數(shù)值模擬及計算 模型的建立 需要以下建立模型 （ 1） 管徑長軸 a=10，短軸 b=10 （ 2） 螺旋管半徑 Rc=50，螺距 p=20 實際 操作步驟 （ 1） 利 用 Gambit 對計算區(qū)域離散化和指定邊界條件類型 步驟 1：啟動 Gambit 軟件并建立新文件 在路徑 C:\\ntbin\ntx86 下打開 gambit 文件 然后是建立新文件，操作為選擇 File→New 打開入圖 41 所示的對話框。 在 Page Setup 中， Picture Format（圖形格式）一欄中可以將圖形格式設為 Vector（矢量）或 Raster（光柵）。