基于ANSYS管道外自然对流换热系数确定.pdf

第44卷第 11期 Vo1．44．NO．11 2015年 11月 November．20i5 基于ANSYS的管道外 自然对流换热系数的确定 程 宇，张巨伟 (辽宁石油化工大学 机械工程学院， 辽宁 抚顺 113001) 摘 要：管道在进行传质的过程中，需要计算温度梯度引起的热应力，以及管道温度场分布情况，但在管 道外壁温度未知的情况下，仅通过自然对流换热经验关联式无法确定空气对流换热系数。基于传热学的理论， 采用 ANSYS软件进行结构热分析，提出一种精确确定管道外自然对流换热系数的方法。通过案例分析，把计 算结果与实验结果相比较，确定了该方法的可行性。 关 键 词：自然对流换热系数；ANSYS；结构热分析 中图分类号：TQ018 文献标识码： A 文章编号： 1671—0460(2015)11—2720—03 DeterminationofNaturalConvectionHeatTransfer CoefficientOutsidePipeBasedonANSYS CHENG Yu，ZHANGJu．wei (SchoolofMechanicalEngineering，LiaoningShihuaUniversity,LiaoningFushun113001，China) Abstract：Duringmasstransferinpipeline， itiSneededtoanalyzethethermalstresscausedbytemperaturegradient and thetemperaturefield distributionofpipelines．However．ifthepipe outerwalltemperatureiSunknown．air convection heattransferC06fficientcan notbe determined only by naturalconvection heattransferempirical correlations．Sobasedon thetheory ofheattransfer，throughANSYS strucmra1therma1analysis．amethOdto determ inethenaturalconvectionheattrna sfercoefficientwasputforward．Throughthecaseanalysis．thecalculation resultswerecomparedwiththeexperimenta1resultstodetemr inethefeasibilityofthemethod． Kevwords：Naturalconvectionheatrtansfercoefficient；ANSYS：Strucutrethemr alanalysis 管道在传质的过程中，在热负荷的作用下管道 (Gr．Pr)~=C2 可能需要承受一定的热应力和发生一定的热变形 = c@ 。 。 (gad(0)3一Pr]△(，) ”。 ， 所以非常有必要对管道进行结构热分析，采用 式中： 一对流换热系数 ，w／(m q·C)； ANSYS模拟管道所受热应力以及温度场分布时，需 Gr一格拉晓夫数，表示 自然对流中的驱动力 ，浮升力与