圆内开缝八边形自然对流换热的数值分析-西安交通大学cfd-nht.pdf

第31卷 第12期　　　　 西　安　交　通　大　学　学　报 V o l. 31 №12 　1997年12月 JOU RNAL O F X I’AN J IAO TON G U N IV ER S IT Y 　 D ec. 1997 圆内开缝八边形自然对流换热的数值分析 李少华　陶文铨 邹增家　杨　沫 (西安交通大学, 710049, 西安) 　　 ( 东北电力学院) 摘要　对圆内开缝八边形自然对流换热进行了数值分析. 数值计算发现, 在一定的 R a 下, 圆内开缝八边形自然对流流动随开缝度的增加其流型由双环流向叁环流转 变. 在这种转变的临界点换热量达最大值. 在开缝度S 大约为04 左右时, 数值计算 ( ) 结果不是唯一的, 与初始值有关 静态分歧 . 当初始流场采用双环流流型时, 数值计 算得到双环流流场; 而当初始流场为叁环流流型时, 数值结果将收敛于叁环流流场. 关键词　自然对流　数值分析　流型 中国图书资料分类法分类号　 13 T K 圆内开缝八边形自然对流换热的应用背景是发电站 中采用的离相封闭电流母线. 这种电流母线由一开缝八 边形筒及其外同心套装的金属圆筒所构成, 如图1所示. 电流通过开缝八边形内筒所产生的热量由辐射和自然对 流传至外筒壁, 然后由外筒壁散至周围环境. 水平放置的 这种电流母线内筒与外筒间的对流换热可简化为二维封 [ 1 ] 闭圆内开缝八边形的自然对流换热问题. Zhang 等 , 郑 [ 2 ] 正等 分别对这种自然对流换热问题进行了实验研究. [ 3 ] 杨沫等 对开缝八边形自然对流换热进行了数值计算, 得到了与实验一致的结果. 本文采用与文献[3 ]相同的数 图1　开缝八边形母线截面图 值计算方法, 进一步对圆内开缝八边形在不同开缝度时 的自然对流换热进行了数值计算, 并分析了开缝度对圆内开缝八边形自然对流换热的影响. 收到日期: 　李少华: 男, 1957年4 月生, 能源与动力工程学院热工教研室, 博士生; 现在东北 电力学院科研处, 副教授. ( ) 　 国家自然科学基金资助项目. 40 西 安 交 通 大 学 学 报 第31卷 1　数值计算模型及方法 1. 1　数学模型 假设图1所示的封闭圆内流体符合Bou ssinesq 假设, P r = 0 7. 内部八边形及外边界圆分 别为均匀温度 和 . 定义下列无量纲参数 T h T c R = rH ; U = V U ; R V = V rU R ; = (T - T ) ( - T ) c T h c ; F = U R ; 　　　P