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对于一段U型管的热工水力学模拟
对于一段U型管的热工水力学模拟
问题描述
冷却剂为He，工作压力为8MPa；固体为钢；进口质量流量为0.04kg/s，进口温度为3000C；壁面热负载0.5MW/m2；壁面拐弯处热负载为 0.4MW/m2；体热源3MW/m3；管道壁面光滑。
网格划分情况
相关数据
进口面积A=246.97mm2
水力直径D=17.737mm
雷诺数Re=93561.4
湍流强度I=0.16(Re)-1/8= 0.0382
速度分布云图
从速度分布云图看出：
He在转弯处内侧速度较大；外侧速度较小。
原因:
1.由于离心力的作用，外侧压强大于内侧压强；
2.伯努利方程：
温度分布云图
1.温度主要集中在加热壁面上，特别是在拐弯处，温度达到最大值， 1008K。
横截面温度分布云图
氦气温度分布云图
氦气在拐弯处外侧温度较高，而在内侧较低。这跟外侧流体速度较小而内侧速度较大，以及外侧靠近加热面有关。
进出口温差
流体进出口温差为17.65K。
谢谢！
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