內熱流分析
關注創建者：匿名 創建時間：2021-10-08
內熱流分析的視頻教程
碎屑反洗裝置內進行流場和多相流分析
利用fluent軟件對碎屑反洗裝置內進行流場和多相流分析，主要包括以下內容： 1.幾何處理，ansys SCDM模塊中進行模型的簡化和處理； 2.網格劃分，ICEM中進行模型的混合網格劃分，包括結構化網格+非結構化網格劃分講解 3.求解設置，FLUENT中的碎屑多相流設置，包括流動+湍流+多相流設置等 4.后處理，CFD-POST的碎屑反洗分析的結果處理講解
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內熱流分析的實例教程
這里我們利用CFX軟件模擬爐內煤粉燃燒及碳酸鈣分解的過程，碳酸鈣的分解速率采用user fortran 實現。
物理問題描述
碳酸鈣顆粒從分解爐底部進入，煤粉顆粒從分解爐兩側噴入，進口速度/溫度及空氣流量如圖1。由于碳酸鈣分解需要消耗熱，因此爐內溫度比純煤粉燃燒燃燒時溫度低。
圖1 分解爐模擬示意圖
碳酸鈣分解速率的定義
碳酸鈣分解速率采用圖2所示的表達式，通過PT_REACTION子程序與主程序關聯（如圖2）。為了進行比較，計算考慮了如下兩種工況：
1）只考慮煤粉燃燒；
2）同時考慮煤粉燃燒及碳酸鈣分解。
圖2 碳酸鈣分解速率定義
計算結果
圖3 溫度場分布
圖4 二氧化碳濃度分布
圖3 給出了兩種工況下爐內的溫度場分布。可見純煤粉燃燒工況下，爐出口平均溫度為1998K，考慮碳酸鈣分解后，爐出口溫度將為1340K。純煤粉燃燒情況下，爐出口CO2質量分數為14.2%，考慮碳酸鈣分解反應后，出口CO2質量分數上升為25.9%（圖4）。主要原因是碳酸鈣分解反應是吸熱反應，同時會生成一部分CO2。
圖5 CaCO3質量分數隨顆粒軌跡的變化
圖6 CaO質量分數隨顆粒軌跡的變化
圖7粒子溫度隨顆粒軌跡的變化
圖8沿爐高方向顆粒的分解率
圖5和圖6給出了顆粒中CaCO3和CaO質量分數沿顆粒軌跡的變化。隨著分解反應的進行，粒子中CaCO3質量分數逐漸降低，而生成物CaO的質量分數沿爐高逐漸增大。圖7給出了粒子溫度沿爐高的變化，可見，粒子溫度逐漸升高，在出口位置處，大部分粒子溫度在1240K左右。對于本案例的工況，碳酸鈣的分解率接近100%（如圖8）。
展開 內流場的流固與固固之間熱傳導熱對流全網沒有相關案例。本案例首次實現。
壓力容器內的熱-流多物理場耦合數值仿真 ￥1000
<p>本案例建立了一壓力容器，考慮了兩種計算工況：（1）全開A口，關閉B口，關閉C口；（2）全開A口和B口，開放C口，容器內的速度場、溫度場和壓力場的動態變化分布。仿真結果展示如下所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202204/imgs/342d08917781496b810f4fcd22fe8364.png" alt="m1.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>幾何模型</strong></p><div contenteditable="false" width="100%">
<img src="https://img.jishulink.com/202204/imgs/4f1eace9fa1d4d2fbe7753f109b4d5a9.gif" title="Untitled1-速度.gif" alt="Untitled1-速度.gif" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202204/imgs/4f1eace9fa1d4d2fbe7753f109b4d5a9.gif?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202204/imgs/4f1eace9fa1d4d2fbe7753f109b4d5a9.gif?
展開 管側溫度：320℃；殼側溫度：288℃；支架溫度：20℃
5.仿真結果
6.結論
對蒸汽發生器排污換熱器進行了三維建模，分析其在熱載荷下的熱膨脹量。
換熱器最大位移發生在管側的外側位置，最大矢量位移為15.7mm。同時可知：整個結構主要是發生了沿著軸向的位移，最大軸向位移也發生在管側的外側位置，最大軸向位移為14.4mm。
命令流下載鏈接：
鏈接：https://pan.baidu.com/s/1ulKgoGLYZqJ2NudUKOMDgQ
提取碼：pcpy
展開 Discovery可以通過實時修改模型計算處理流體的問題，仿真分析比較高效，本次從一個簡單的例子入手去做一個流體仿真分析并記錄整個過程，分析主要以下幾點內容：1、內流分析建模，2、材料的選擇，3、邊界條件設定，4、結果后處理。
如圖所示，結構鋼材料的管道結構為三通，管道內材料為水，設定兩個入口不同的流速，最后匯聚到一個壓力為0MPa的出口。
三通管仿真模型主要為兩部分：一個是如上圖所示的結構管道模型，另一個是流域模型，流域模型可以通過Spaceclaim菜單欄下的體積抽取方式獲取流域部分
仿真前選擇對應的內部流動分析，選擇管道模型勾選默認的材料結構鋼，流域模型選擇默認的水Water
邊界條件按照設定需求在菜單欄下的流體流動選擇流動去設定流域的入口和出口邊界條件
本次仿真主要為穩態型，保真度調到恰當位置，根據計算能力適當調節即可。
結果處理：
在速度色彩梯度中選擇x方向流速，設置切換梯度樣式，可以看到模型速度顯示的入口速度對應上了！
截取中間截面觀察到兩個管道交匯區域的x方向最大速度達到10.7m/s，實際該區域流速最大12.9m/s
接下來看下修改出口管靠中間的位置，其它設置不變再次求解計算！
可以看到x方向的流速是11.2mm/s，而實際該區域流速最大11.8m/s
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<p class="ql-align-center"><br></p><p>1、 <strong>模擬說明及三維模型</strong></p><p>本次模擬對象為某脫硫塔頂部除霧器，由于監測點位含水量過大，對監測結果影響較大，現場提出如下解決方案：拆掉一半旋流葉片，減少離心風速，即降低旋流而上液滴量，整體風速降低也有利于液滴在重力作用下的降落，從而達到減少測點處含水量的目的。<span style=
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習三通管道的三維模型處理
2、學習三通管道流固熱耦合分析步的建立
3、學習三通管道流固熱耦合分析的載荷施加
4、學習三通管道流固熱耦合載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 三通管道流固熱耦合分析
使用well井功能實現流固熱三物理場耦合，研究生產井溫度變化。
985碩士研究生畢業，主要從事comsol數值仿真工作，研究方向包括：多孔介質傳熱、裂隙巖體滲流傳熱、固體傳熱、湍流傳熱、非等溫管道流傳熱、熱固耦合等方向。可提供模型調試，咨詢，論文指導，論文寫作等服務。
作者：Bejoy Mandumpala Devassy
翻譯：張一丹、張恩源
郵箱：cfd_support_china@avl.com
原文發布于公眾號：AVL先進模擬技術
隨著全球環境問題日益嚴重，傳統汽車行業面臨的壓力也越來越大。需要開發出滿足性能要求，同時排放減少、燃油經濟性更高的發動機。對于汽油機來說，目前的主流燃油噴射技術為汽油直噴技術（Gasoline
電力變壓器作為電力系統中傳輸電能的核心設備之一,其運行安全對保障電網整體的穩定性至關重要。電力變壓器中存在大量繞組，其發熱量非常可觀，通常使用變壓器油作為散熱和絕緣介質。如果變壓器繞組熱點溫升過高則可能發生局部過熱，影響變壓器的運行穩定性和服役壽命。絕緣紙作為油浸式電力變壓器的絕緣屏障，其老化產生的機械、絕緣等性能改變是一個不可逆過程，對其開展仿真研究對于變壓器運行維護具有重要的指導意義。
重慶大學的技術團隊經過多年積累
Discovery可以通過實時修改模型計算處理流體的問題，仿真分析比較高效，本次從一個簡單的例子入手去做一個流體仿真分析并記錄整個過程，分析主要以下幾點內容：1、內流分析建模，2、材料的選擇，3、邊界條件設定，4、結果后處理。
如圖所示，結構鋼材料的管道結構為三通，管道內材料為水，設定兩個入口不同的流速，最后匯聚到一個壓力為0MPa的出口。
三通管仿真模型主要為兩部分
<p>本案例建立了一壓力容器，考慮了兩種計算工況：（1）全開A口，關閉B口，關閉C口；（2）全開A口和B口，開放C口，容器內的速度場、溫度場和壓力場的動態變化分布。仿真結果展示如下所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202204/imgs/342d08917781496b810f4fcd22fe8364.png" alt="m1.png"></
論文價值的評定意見：
Cradle CFD 是MSC Software公司開發的一系列CFD 仿真和可視化軟件集合。憑借較高效的處理速度、工程實用性和用戶高滿意度，Cradle已被廣泛地應用于汽車、電子等領域，以解決熱流耦合問題。依托聯合仿真功能，不僅可實現與三維多物理場耦合（結構、聲學、電磁、機械），還能夠與一維系統級仿真工具和多學科優化平臺耦合，實現多物理場協同仿真，例如Adams、Romax、FFT、
