Главная  Журналы 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 [ 69 ] 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99

Нуссельта, только число Био характеризует внешний, а не к внутренний теплообмен. Таким образом,

B\ = hH/k, (10.4)

где - коэффициент теплоотдачи на внешней поверхности; Я - характерный размер; к - теплопроводность жидкости в канале. Для рассматриваемой задачи числа Био на нижней и верхней пластинах задаются равными:

Biio, = 0,2; Bi,„, = 5. (10.5)

Отношение теплопроводностей kj-Jkj = 1,8.

Если массив ребер очень протяженный по оси х, то вертикальные линии, проходяшие через центры ребер, представляют собой линии симметрии. Поэтому выбранная нами расчетная область лежит между двумя линиями симметрии, как показано на рис. 10.4.

10.4.2. Построение подпрограммы ADAPT

GRID. Для рассмотренных в нашей задаче геометрических характеристик подходит процедура ZGRID. Поэтому после задания необходимой геометрической информации вызывается ZGRID.

BEGIN. Коэффициенты теплоотдачи на внешних поверхностях верхней и нижней пластин рассчитываются из заданных чисел Био. Значение dr,/ck задается, как и в предыдущем примере, произвольно.

При задании начальных условий для Т(1, J) можно было бы использовать Т. Однако это приведет к той же неприятности (когда решение «застревает» на начальном приближении), с которой мы столкнулись в примере 9, и потребует аналогичного ее разрешения. Поступим по-другому - возьмем начальные значения Т (I, J) равными Т+\.

OUTPUT. Большая часть этой процедуры имеет ту же структуру, что и в предыдущих примерах. При вычислении площади поперечного сечения не учитываются области, занятые ребрами. Определение интегрального числа Нуссельта основано на рассчитанной по внешней поверхности верхней и нижней пластин средней плотности теплового потока; дополнительная площадь поверхности, задаваемая ребрами, при определении средней плотности теплового потока не используется. Разность температур, используемая в определении коэффициента теплоотдачи, берется в виде Т - Т,. В дополнение к интегральному числу Нуссельта отдельно для верхней и нижней пластин через соответствующие тепловые потоки на них рассчитываются средние числа Нуссельта.

Следует помнить, что существует множество способов определения числа Нуссельта. В данном случае можно рассчитать некоторую



среднюю температуру стенки Г,„ и использовать Т - Tf, в качестве разности температур при вычислении коэффициента теплоотдачи на внутренней поверхности. Какой способ использовать, зависит от цели вычислений, удобства и личного вкуса. Определения, включенные в примеры этой книги, являются просто иллюстрациями; они, конечно, не единственно возможные. Вы свободны в представлении всех результатов расчетов течений в каналах любым выбранным вами способом.

Для окончательного вывода результатов на печать используется замещение очень маленьких значений скорости в ребрах нулями (см. пример 8).

PHI. При построении процедуры PHI в основном осуществляется следующее: в области, занимаемой ребрами, вязкость задается очень большой, а теплопроводность соответствующей ее значению для материала ребра; локальные значения дТ/dz получаются из dTfj/dz согласно (9.45); на верхней и нижней пластинах задаются граничные условия конвективного теплообмена.

10.4.3. Дополнительные имена на ФОРТРАНе

АМи - вязкость ц;

ANU - интегральное число Нуссельта;

ANUB - среднее число Нуссельта на нижней пластине;

ANUT - то же на верхней пластине;

AR - площадь контрольного объема dA;

ASUM - площадь поперечного сечения;

BIBOT - число Био на нижней пластине [см. (10.5)];

BITOP - то же на верхней пластине;

С - зазорЯ-Яу;„;

CNDFIN - теплопроводность ребра „;

COND - то же жидкости у/,;

СР - теплоемкость Ср,

DEN - плотность р;

DH - гидравлический диаметр D,;

DPDZ - продольный градиент давления dp/dz;

DTDZ - продольный градиент температуры дТ/dz;

DTBDZ - продольный градиент среднемассовой температуры dn/dz;

FRE - произведение /Re;

Н - высота Я;

НВОТ - коэффициент теплоотдачи /г,,;



HFIN HP

HTOP PI

QBOT QTOP QW RE

RHOCP S

SHALE T{I, J) ТВ

TEMP TH

TINF TSUM TW

W(I, J)

WBAR

WSUM

XI X2

высота ребра

обогреваемый участок периметра; коэффициент теплоотдачи /г,; число л;

суммарный тепловой поток через нижнюю пластину; то же через верхнюю пластину; плотность теплового потока на стенке д,,,;

число Рейнольдса; объемная теплоемкость рСр,

расстояние между ребрами S; 1/2 расстояния между ребрами; температура Т;

среднемассовая температура Tj,;

временная переменная для (Г - T)l{Ti - Т);

толщина ребра t;

температура окружающей среды Т; wTdA ;

температура стенки Т; продольная скорость w; средняя скорость в сечении w; смоченный периметр; jwdA ;

половина толщины ребра; SHALF - XI

10.4.4. Листинг подпрограммы ADAPT

с сссссссссссссссссссссссссссссссссссссссссссссссссссссссс

SUBROUTINE ADAPT

с--------

с--EXAMPLE 10 - STAGGERED FIN ARRAY

С----

$ INCLUDE: COMMON

DIMENSION W{NI,NJ),T{NI,NJ)

EQUIVALENCE {F{1,1,1),W{1,1)),{F{1,1,2),T{1,1)) С*-.-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-

ENTRY GRID

HEADER=STAGGERED FIN ARRAY PRINTF=PRINTIO PLOTF=PLOTIO





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 [ 69 ] 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99