FLUENT恒温壁面螺旋盘管努塞尔数计算
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螺旋盘管是一种常见的换热管，在进行换热器设计时，换热管的努塞尔数计算是核心部分，直接影响了换热面积的计算。本号之前也写过几个换热管的设计案例，感兴趣的读者可以查阅历史消息。今天，我们做一个螺旋盘管的努塞尔数计算案例，螺旋盘管与直管相比，流动与传热更为复杂，因此努塞尔数的计算也相对复杂。本案例查阅了一些经典的螺旋盘管努塞尔数关联式，采用FLUENT进行等边界条件仿真，对两者进行对比。 恒温壁面条件下，螺旋盘管的努塞尔数计算关联式如下（恕我直接截图……）。
建立如下螺旋盘管，管子内径Φ10mm，盘管中径Φ60mm，螺距40mm，共5圈。为了减小入口段长度的影响，以及避免出口回流对计算收敛性和结果的影响，在螺纹盘管进出口各自延长100mm。进出口管壁和盘管管壁各自建立独立的part。进行全六面体网格划分，总节点数约64万，最小正交质量0.5。
入口采用质量入口边界，温度300K，湍流边界采用湍流强度I和水力直径来定义，湍流强度按下式计算。
不同雷诺数下，螺旋盘管壁面平均努塞尔数的计算结果如下，可以看出在计算的三组雷诺数范围内，CFD计算结果和参考文献关联式的结果较为接近，两者偏差在10%以内。
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首次发布时间：2023-07-05
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