Fluent模擬聚氨酯材料對密封煤層的熱傳導性能

1、 建立模型

建立4m*3m*0.1m的聚氨酯傳熱模型如下:


Fluent模擬聚氨酯材料對密封煤層的熱傳導性能的圖1

三維模型

其中:

1、模型整體寬4m,高3m,厚0.47m,其中聚氨酯厚0.1m,煤/封閉墻厚度為4m;

2、聚氨酯內(nèi)部溫度測點位于聚氨酯形心,外表面溫度測點位于外側面中心;

3、煤/封閉墻的溫度測點位于聚氨酯接觸面中心向己側0.05m;

4、煤與聚氨酯接觸處增加溫度測點。

2、 網(wǎng)格劃分

在保證一定的計算精度和適當?shù)挠嬎銜r間的前提下,對于單純的熔化/凝固傳熱模型,通過mesh對模型進行面網(wǎng)格劃分,面網(wǎng)格選用四邊形網(wǎng)格,最小網(wǎng)格尺度大小設置為 5mm,為保證聚氨酯與煤/封閉墻的接觸面處傳熱計算更準確,需對接觸面處網(wǎng)格進行加密處理,設置網(wǎng)格節(jié)點間距增長率為1.05,如下圖所示,由于模型結構規(guī)整,為保證體網(wǎng)格質(zhì)量,體網(wǎng)格選用六面體結構型網(wǎng)格,模型劃分完產(chǎn)生面網(wǎng)格132100,體網(wǎng)格3450000。

Fluent模擬聚氨酯材料對密封煤層的熱傳導性能的圖2

網(wǎng)格及內(nèi)部部分切面網(wǎng)格(六面體結構性網(wǎng)格)

對網(wǎng)格進行質(zhì)量檢查如下:

Fluent模擬聚氨酯材料對密封煤層的熱傳導性能的圖3 Fluent模擬聚氨酯材料對密封煤層的熱傳導性能的圖4

網(wǎng)格質(zhì)量檢查

經(jīng)過檢查,網(wǎng)格的縱橫比、翹曲度和最大最小角度都符合要求,網(wǎng)格質(zhì)量極好。

三、邊界設置

1、 煤/封閉墻外表面(裸露在空氣中)和底面設置為對流傳熱邊界,向外界環(huán)境散熱(convention wall),封閉墻外表面與空氣接觸,對流傳熱系數(shù)20,底面與大地接觸,對流傳熱系數(shù)100;

2、 聚氨酯外表面溫度較高且與空氣直接接觸,對流傳熱系數(shù)100,底面與大地接觸,對流傳熱系數(shù)100;

3、 聚氨酯與煤/封閉墻的接觸面設置為傳熱耦合面;

4、 環(huán)境溫度設定為20℃。

5、 聚氨酯反應生熱以內(nèi)熱源形式定義函數(shù)UDF如下:


以下內(nèi)容為付費內(nèi)容,請購買后觀看

1、分析了聚氨酯在不同添加劑下對煤層的導熱性能 2、設置了相關材料的物性參數(shù),包括相變傳熱、熱傳導參數(shù)設置 3、編寫熱源的UDF代碼

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