Fluent蒸發(fā)換熱
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-04-12
Fluent蒸發(fā)換熱的視頻教程
房間內(nèi)部通風(fēng)換熱模擬-Fluent
利用fluent軟件對連通的房間內(nèi)部的流場溫度場進(jìn)行模擬分析。 主要包含： 網(wǎng)格劃分（流體和固體墻壁的一體網(wǎng)格劃分）； 求解設(shè)置（流動+湍流+傳熱+熱源設(shè)置）
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ansys fluent電路板強(qiáng)制對流換熱、熱應(yīng)力、模態(tài)、ncode隨機(jī)振動及正弦振動疲勞-多場耦合
熱應(yīng)力計(jì)算、熱應(yīng)力對模態(tài)的影響與不考慮熱應(yīng)力進(jìn)行對比分析； ncode進(jìn)行隨機(jī)振動疲勞以及正弦振動疲勞分析注意事項(xiàng)，S-N曲線的估計(jì)方法，以及后處理等操作
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Fluent蒸發(fā)換熱的實(shí)例教程
混合模型典型應(yīng)用場景為沉降、旋風(fēng)分離、泡狀流等
必須使用分離式求解器
不能用在沿流動方向的周期性流動
不能用大渦模擬
不能用無粘流動
不能用二階隱式時(shí)間格式
光滑直管內(nèi)液體蒸發(fā)換熱模型
二維光滑圓管，飽和壓力0.57MPa
管壁熱流密度10kw/m2
進(jìn)口質(zhì)量流量288kg/m2s
使用UDF定義
蒸發(fā)飽和溫度；汽化潛熱；管壁熱流密度；管徑；飽和蒸汽焓
干度沿管程變化規(guī)律
向氣相轉(zhuǎn)移的質(zhì)量
耦合UDF
定義多相流模型為mixture
設(shè)置質(zhì)量和能量源項(xiàng)的UDF
展開 <p>本案例利用Fluent能量方程對螺旋翅片管式換熱器展開了數(shù)值仿真計(jì)算。該案例所用模型為假設(shè)模型，僅作計(jì)算設(shè)置參考，所進(jìn)行的設(shè)置十分簡單。通過此案例后續(xù)可以對進(jìn)一步通過參數(shù)化建模，對不同流速、基管尺寸、翅片半徑等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，實(shí)現(xiàn)多工況的仿真計(jì)算，從而達(dá)到多目標(biāo)優(yōu)化的目的。</p><p><strong>1 workbench 設(shè)置</strong></p><p>本案例具體設(shè)置如下圖 ：</p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202508/a73d4f107f58f883f2fc0a0da08f2be6.jpg"></p><p><strong>2 SCDM 設(shè)置</strong></p><p><strong>2.1 導(dǎo)入幾何</strong></p><p>整體幾何結(jié)構(gòu)如下圖:中間為換熱器，外部為空氣域?；荛L34mm，前后各留1mm間隔，翅片厚度為1mm，x方向壁面分別為進(jìn)出口。z方向壁面設(shè)置為wall2，y方向壁面設(shè)置為wall1，對幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行共享拓?fù)涮幚怼?em>換熱器外表面命名為pipe，內(nèi)表面命名為wall-</p><p>hot。</p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202508/989b58b5d3ceb34064e2c27613527b7f.png"></p><p><br></p><p><strong>3 Fluent Meshing 設(shè)置</strong></p><p><strong>3.1 網(wǎng)格設(shè)置</strong></p><p>采用 Fluent meshing 進(jìn)行網(wǎng)格劃分，背景網(wǎng)格與前景網(wǎng)格皆采用六面體網(wǎng)格劃分，并劃分相對應(yīng)的邊界層網(wǎng)格。
展開 案例描述：
氨水在間斷式翅片換熱器的流動換熱仿真。由于在間斷式翅片換熱器中重復(fù)的幾何單元多，這里取它的一個(gè)重復(fù)單元進(jìn)行仿真分析即可，尺寸和邊界條件見下圖。
FLUENT 提供流向周期流的計(jì)算。這種流動具有廣泛的應(yīng)用，如熱交換管道以及通過水箱的管流。在這些流動模式中，幾何外形沿流動方向上具有重復(fù)性的特點(diǎn)，從而導(dǎo)致了周期性完全發(fā)展的流動。這些周期性條件在足夠的入口長度后就會形成，具體與雷諾數(shù)和幾何外形有關(guān)。
周期性熱傳導(dǎo)的解策略：
完成了周期性熱傳導(dǎo)常數(shù)壁面溫度的用戶輸入之后，你就可以解決流動和熱傳導(dǎo)問題直至收斂。最為有效的解決方法是首先解沒有熱傳導(dǎo)的周期性流動，然后不改變流場來解熱傳導(dǎo)問題，具體步驟如下：
在解控制面板中關(guān)閉能量方程選項(xiàng)。菜單：Solve/Controls/Solution...。
解剩下的方程（連續(xù)性，動量以及湍流參數(shù)（可選））來獲取收斂的周期性流動的流場解。注意，當(dāng)你在開始計(jì)算之前初始化流場時(shí)，請使用入口體積溫度和壁面溫度的平均值作為流場的初始溫度。
回到解控制面板，關(guān)閉流動方程打開能量方程。
解能量方程直至收斂獲取周期性溫度場。
當(dāng)同時(shí)考慮流動和熱傳導(dǎo)來解決周期性流動和熱傳導(dǎo)問題時(shí)，你就會發(fā)現(xiàn)上面所介紹的方法相當(dāng)有效。
1、導(dǎo)入網(wǎng)格
1.1 打開Fluent軟件，選擇2D求解器。
1.2 導(dǎo)入網(wǎng)格。
1.3 尺寸縮放。在本案例的附件網(wǎng)格，需要點(diǎn)擊Scale兩次，如下圖。
2、模型選擇
打開能量方程和湍流模型，其中，湍流模型設(shè)置如下。
3、材料
在流體材料庫中調(diào)出氨水a(chǎn)mmonia-liquid (nh3<l>)的物性。
4、計(jì)算域設(shè)置
將計(jì)算域的材料設(shè)置為氨水。
展開 案例描述：
在一根圓管中，熱空氣從進(jìn)口流入。管中分布著水滴噴入器，在管中，水滴將會被熱空氣加熱蒸發(fā)相變?yōu)樗魵猓旱巍⑺魵夂?em>熱空氣一起混合從出口流出。
CFD仿真思路：
先求解沒有液滴的流場；
啟動DPM模型+Species模型仿真液滴以及蒸發(fā)問題。
1、啟動軟件并導(dǎo)入網(wǎng)格
1.1 啟動Fluent軟件，選擇3D雙精度求解器。
1.2 導(dǎo)入網(wǎng)格，網(wǎng)格文件在文章底部有下載鏈接。
2、模型設(shè)置
2.1 啟動能量方程。
2.2 湍流模型。
2.3 啟動組分傳輸模型Species Model。當(dāng)設(shè)置后點(diǎn)擊會彈出一個(gè)information確認(rèn)框，點(diǎn)擊ok確定即可。
2.4 設(shè)置離散型DPM模型。
3、材料設(shè)置
對于本工況，空氣、水、O2和N2保留默認(rèn)設(shè)置。
4、邊界條件
4.1 進(jìn)口邊界，設(shè)置進(jìn)口速度為16 m/s，設(shè)置進(jìn)口溫度為900K，設(shè)置物料組分O2為0.23。
4.2 出口邊界，設(shè)置物料組分O2為0.23。
5、操作條件
6、設(shè)置水滴噴射點(diǎn)。
6.1 噴射點(diǎn)0，操作Dedine -> Injections…
點(diǎn)擊Create按鈕后，彈出設(shè)置框。
在Turbulent Dispersion按鈕，設(shè)置Discrete Random Walk Model。
6.2 建立噴射點(diǎn)1。噴射點(diǎn)1只是在噴射點(diǎn)0的基礎(chǔ)上，只修改噴射位置而已，所以操作上只需要copy噴射點(diǎn)0，然后修改位置即可。
6.3 copy噴射點(diǎn)1，建立其它7個(gè)噴射點(diǎn)，噴射點(diǎn)的位置如下列表，同時(shí)Total Flow Rate設(shè)置為0.003。
展開 本 指導(dǎo)就是在這樣的背景下，利用CFD 軟件 FLUENT 的換熱器模型，通過 UDF 實(shí)現(xiàn)換熱器的計(jì)算。
二. 適用范圍
由于 FLUENT 軟件本身的限制， 目前本指導(dǎo)僅適用于冷凝器的計(jì)算。然而如果拋開 FLUENT ，通 過本指導(dǎo)的基本原理可以自己編寫程序計(jì)算冷凝器和蒸發(fā)器。不過總得來說工作量很大和繁瑣，并不 推薦這樣的方式，用商業(yè)軟件 CoilDesigner 和 EVAP-COND 可以完全替代。
三. FLUENT換熱器模型的基本概念
1 、 FLUENT計(jì)算換熱器的基本思路
FLUENT計(jì)算換熱器的基本思路就是把每跟銅管分成若干份，比如10份。然后根據(jù)制冷劑入口的狀 態(tài) (溫度、壓力、干度、流量等) 逐份計(jì)算每跟銅管的換熱情況。上一份銅管的出口狀態(tài)作為下一份 銅管的入口狀態(tài)。
2 、FLUENT換熱器模型的分類
FLUENT共分ungrouped macro 、grouped macro和dual cell三種模型。其中dual cell模型是在FLUENT 的新版本中才出現(xiàn)。
2. 1 、ungrouped macro模型
文檔名稱:
FLUENT 內(nèi)置換熱器模型應(yīng)用指導(dǎo)
頁數(shù): 第 5 頁 共 13 頁
Ungrouped macro模型通常用在銅管布置較簡單的換熱器中，比如單排盤管。
2.2 、grouped macro模型
Grouped macro模型則大大擴(kuò)展了FLUENT的應(yīng)用范圍，適用于多排盤管的計(jì)算。我們設(shè)計(jì)的換熱 器基本都要用到這個(gè)模型。
展開 
Fluent蒸發(fā)換熱的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
Fluent蒸發(fā)換熱的最新內(nèi)容
<p><strong>1、實(shí)例簡介</strong></p><p> 本實(shí)例對排氣歧管內(nèi)的流場和溫度場進(jìn)行模擬。模型尺寸如下:</p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/202601/imgs/bc4ce603b3394cdd9f3974f7a94be2cf.png
Fluent實(shí)用案例 | 螺旋翅片管式換熱器換熱仿真8個(gè)月前
<p>本案例利用Fluent能量方程對螺旋翅片管式換熱器展開了數(shù)值仿真計(jì)算。該案例所用模型為假設(shè)模型，僅作計(jì)算設(shè)置參考，所進(jìn)行的設(shè)置十分簡單。通過此案例后續(xù)可以對進(jìn)一步通過參數(shù)化建模，對不同流速、基管尺寸、翅片半徑等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，實(shí)現(xiàn)多工況的仿真計(jì)算，從而達(dá)到多目標(biāo)優(yōu)化的目的。</p><p><strong>1 workbench 設(shè)置</strong></p><p>本案例具體設(shè)置如下圖 ：</p><
01 前言 本篇章將簡要介紹什么是共軛換熱？并分享一個(gè)關(guān)于共軛換熱的簡單案例_ ▉ 共軛換熱 ▉ 案例解析 ▉ 討論 02 共軛換熱 問：什么是CHT？共軛換熱？ 答：Conjugate Heat Transfer，即共軛換熱是指兩種材料熱屬性的物理之間通過介質(zhì)或者直接接觸，發(fā)生的一種耦合換熱現(xiàn)象。 ◆流體傳熱與固體傳熱相互耦合。 ◆由于流體求解器同時(shí)具備流體與固體傳熱計(jì)算的能力，因此可以直接采用
FLUENT 內(nèi)置換熱器模型應(yīng)用指導(dǎo)
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FLUENT 內(nèi)置換熱器模型應(yīng)用指導(dǎo)
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修訂內(nèi)容
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FLUENT基礎(chǔ)案例#359-簡易板式換熱器仿真（不考慮壁厚）
01
案例介紹
如下圖所示的冷熱水換熱器（SpaceClaim模型），換熱板部分共十層，每五層（間隔）連通。長管一端進(jìn)80℃熱水，短管一端進(jìn)10℃冷水，另兩端均出水。
視頻內(nèi)容：
發(fā)動機(jī)艙內(nèi)大量的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件給工程師進(jìn)行熱管理仿真帶來了很大的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的基于流體-結(jié)構(gòu)網(wǎng)格共節(jié)點(diǎn)的求解方式存在網(wǎng)格生成難度大，網(wǎng)格量不容易控制等問題，本視頻介紹了基于FLUENT最新的Mapping技術(shù)，工程師可以分別生成結(jié)構(gòu)網(wǎng)格及流體網(wǎng)格
本案例在ANSYS2019R3中演示了如何利用Fluent進(jìn)行板式換熱器CFD仿真。首先于SpaceClaim中建立幾何模型，并進(jìn)行命名邊界條件，接著導(dǎo)入Fluent Meshing進(jìn)行網(wǎng)格劃分，然后利用Fluent進(jìn)行求解，最后在CFD-POST中進(jìn)行后處理。案例基于3D、穩(wěn)態(tài)求解。
本案例在ANSYS2019R3中演示了如何利用Fluent進(jìn)行固體圓柱自然對流換熱二維瞬態(tài)CFD仿真。首先于DesignModeler中建立幾何模型，接著導(dǎo)入ANSYS Mesh進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并進(jìn)行命名邊界條件
FLUENT仿真經(jīng)典案例#404-U形地埋管（地源熱泵）換熱仿真
01
模型圖
02
仿真工況
入口條件：流體速度0.6m/s，velocity inlet，水溫36℃，直徑26mm。
土壤原始溫度為：即初始溫度16℃（FLUENT中可使用Patch）。
計(jì)算域外圍和底部設(shè)為初溫16℃
1、問題描述：隱射式冷熱水混合換熱器中，冷水自左側(cè)管道入口流入，經(jīng)漸縮管道后，加速通過，同時(shí)壓強(qiáng)降低。在管道喉部產(chǎn)生真空度，將熱水管道中的熱水吸入主管道，冷熱水混合后，經(jīng)右側(cè)管道流出。
2、模型建立如下：
3、網(wǎng)格劃分結(jié)果如下：
4、部分計(jì)算結(jié)果如下：
