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

10.5. ЗАДАЧИ

10.1. С помощью CONDUCT решите задачу о полиостью развитых течении и теплообмене в круглой трубе. Точное значение /Re = 64. При граничном условии постоянной плотности теплового потока число Нуссельта равно 4.364. Когда задается постоянная по периметру и длине канала температура, число Нуссельта равно 3,657. Проверьте тот факт, что численное решение приближается к этим значениям при улучшении сетки.

10.2. Решите задачу, описанную в [15], при различных значениях внешнего коэффициента теплоотдачи и сравните с опубликованными результатами.

10.3. Формулировка задачи (рис. 10.5) соответствует по1Шостью развитым течению и теплообмену в круглой трубе с внутренними ребрами. Труба имеет шесть равномерно распределенных по периметру ребер. Другие геометрические

характеристики показаны на рис. 10.5. Вычислите значения /Re и wl w. Для определения числа Re используйте гидравлический диаметр. Рассчитайте полностью развитое поле температуры при ус]ювии, что в материале, формирующем степку трубы и ребра, происходит выделение тепла источником мощностью S (это обычно реализуется пропусканием через трубу электрического тока). Внешняя поверхность трубы теплоизолирована. Вычислите число Нуссельта, основываясь на среднем тепловом потоке и средней температуре на поверхности соприкосновения жидкости с материалом трубы. В качестве характерного размера при определении числа Nu можете использовать диаметр трубы. Убедитесь, что значение Э77Эг согласуется со значением S.

10.4. Разработайте подпрограмму ADAPT для расчета полностью развитых течения и теплообмена в массиве ребер, накрытых кожухом (рис. 10.6). Жидкость течет только в направлении, перпендикулярном плоскости рисунка. Кожух теплоизолирован, а на внешней поверхности нижней пластины заданы условия конвективного теплообмена - температура окружающей среды и коэффициент теплоотдачи h. Возьмите kjjkji,j= = 2,8. hHIk = 3,5, где к - теплопроводность жидкости. Обеспечьте вывод на печать безразмерных полей продольной скорости и температуры, значений числа Нуссельта и произведения /Re.

10.5. Рассмотрите задачу о массиве ребер, накрытых кожухом, представленную в [14]. Выполните расчеты для тех же случаев и сравните с опубликованными результатами.

0,05Д


Рис. 10,5. К задаче 10.3



- Кожух

Я 50

Рис. 10.6. К задаче 10.4

10.6. ila рис. 10.7 показано поперечное сечение прямоугольного канала с тонкой перегородкой посередине. Перегородка не оказывает никакого сопротивления теплопереносу. Граничные условия следующие: на боковых стенках q = 100, на нижней стенке канала q = 300. Напишите подпрограмму ADAPT для

решения этой задачи. Выведите па печать значения w/ w и безразмерное поле температуры, а также значения /Re и Nu.

10.7. Рассчитайте полностью развитые поля скорости и температуры в канале полукруглого сечения со следующими граничными условиями: плоская стенка имеет постоянную температуру, а остальная граница теплоизолирована. Выведите на печать поля w/ w и (Г - Т,)1{Т - Г„) в поперечном сечении и значения yRe и Nu. Можете вычислить число Nu по среднему тепловому потоку на греющей стенке и использовать диаметр канала в качестве характерного размера.

Стенка

J .теплоизолирована




Выведите на печать распределение локального числа Нуссельта вдоль греющей стенки. Точное значение /Re (основанное па гидравлическом диаметре) равно 63.07.

10.8. В канале квадратного сечения имеется прямоугольная вставка (рис. 10.8), которая сделана из материала с очень малой теплопроводностью. На внешней поверхности канала граничные условия для температуры задаются с помощью вне.....его коэффициента теплоотдачи = 25 и температуры окружающей среды = 20. Теплопроводность жидкости Л = 2. Размеры канала показаны па рисунке. Выведите на печать распределения wl w и (7 - T)l(Tf, - Тс), а также значения /Ке и Nu.

10.9. Плата с электрическими схемами может быть представлена в виде выделяю1них тепло блоков, расположенных на теплоизолированной пластине и накрытых другой теплоизолированной пластиной, используемой в качестве кожуха (рис. 10.9). Охлаждающая жидкость течет в направлении, перпендикулярном плоскости рисунка. Теплопроводность материала блоков в 4 раза больше теплопроводности жидкости. В каждом блоке находится 1Юстоянный источник тепла. Рассчитайте полностью развитые течение и теплообмен. Выведите на печать распределения wl w и (7- TyiT - Т), а также значения /Re и Nu. В качестве 7„, возьмите среднюю температуру поверхности блоков.

10.10. Внутренние поверхности показанного на рис. 10.10 канала квадратного сечения поддерживаются при постоянной температуре Т, тогда как внешняя

А,7„

о"

in о

Рнс, 10.8. К задаче 10.8 Кожух

Жидкость


Рис. 10.10. К задаче 10.10





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