均匀热管内层流流动

参考资料：ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual

算例说明

本案例模拟了均匀加热管道内水银流动，并将压降和出口温度计算结果进行对比。

计算域：管道长度0.1m，半径0.0025m

物质属性：密度为13529kg/m3，粘度为0.001523kg/m-s，比热139.3J/kg-K，导热系数8.54 W/m-K

边界条件：入口温度300K，管壁热通量5000 W/m2

网格划分

采用矩形网格，网格数量为16000

由于对称性，这里计算域只建立一半的模型

计算设置

本次计算为稳态轴对称计算。

• 物质属性
  

计算物质设置为水银，设置它的密度等参数

• 湍流模型
  

选择为层流

• 边界条件

（1）入口设置速度边界

速度值由Profile文件导入，Profile下载地址：

https://pan.baidu.com/s/17A5Mh2QN9f4c4bgeR7pqfg 密码：a1us

（2）设置出口压力

（3）壁面边界

计算结果

• 计算域云图展示
  

（1）速度云图

（2）温度云图

• 计算值与实验值对比

对比进出口压降和出口处温度值对比

参考文献

F.M.White. Fluid Mechanics . 3rd Edition. McGraw-Hill Book Co., New York, NY. 1994.

F.P. Incropera and D.P. DeWitt. Fundamentals of Heat Transfer. John Wiley & Sons. 1981.