热交换器接口 (TL)
导热液体与环境之间的热边界。
类型: EngeeFluids.HeatExchangers.EffectivenessNTU.Interfaces.ThermalLiquid
图书馆中的路径:
|
资料描述
座 热交换器接口 (TL) 它代表了导热液体网络中的一个边界,用于液体之间的热交换。 该单元模拟导热液体入口和出口之间的压降和温度变化,并与该单元结合 E-NTU 热交换器 模拟通过两种液体界面的热流。
质量守恒
质量守恒方程的形式取决于动态可压缩性设置。 如果复选框未选中 热液 1 动态可压缩性 ,那么质量守恒方程将具有以下形式:
哪里 -大众消费。 下标表示端口*A*和*B*。
如果选中该复选框 热液 1 动态可压缩性 ,那么质量守恒方程将具有以下形式:
哪里
-
-导热液体的压力;
-
-导热液体的温度;
-
-导热液体的等压热膨胀系数;
-
-导热液体的等温弹性模量;
-
-导热液体的质量密度;
-
-热交换器边界处的导热液体体积。
动量守恒
热交换器边界处动量守恒取决于液体的动态可压缩性的设置。 如果选中该复选框 热液 1 动态可压缩性 ,动量守恒明确地取决于热交换器边界处的内部压力。 端口*a*中一半体积的动量守恒方程具有以下形式:
端口*B*中一半体积的动量守恒方程具有以下形式:
哪里
-
和 -端口*A*和*B中的压力*;
-
-内节点的压力;
-
和 -端口*A*和内部节点之间以及端口*B*和内部节点之间的压力损失。
如果复选框未选中 热液 1 动态可压缩性 ,则在端口*A*和*B之间直接计算动量守恒*:
压力损失的计算
压力损失的计算取决于参数的值 压力损失模型 . 如果为参数 压力损失模型 值设置 压力损失系数
,则邻近端口*A*的一半体积中的压力损失为:
和邻近端口*B*的体积的一半中的压力损失为:
哪里
-
和 -端口*A*和*B中液体的动态粘度*; -
-参数值 压力损失系数 ; -
-层流雷诺数的上限; -
-湍流雷诺数的下限; -
-用于压力损失计算的液压直径; -
和 -端口*A*和*B处的液体密度*; -
-总的最小自由流动面积。
如果为参数 压力损失模型 值设置 管内流量相关性
,则邻近端口*A*的一半体积中的压力损失为:
和邻近端口*B*的体积的一半中的压力损失为:
哪里
-
-从入口到出口的流动路径的长度; -
-用于计算等效损耗的管道长度; -
和 -港口*a*和*B*湍流模式下的达西摩擦系数。
口*A*相邻的一半体积中的达西摩擦系数等于:
和邻近端口*B*的一半体积中的达西摩擦系数等于:
哪里
如果为参数 压力损失模型 值设置 表格数据 - 达西摩擦因数与雷诺数的关系
,则邻近端口*A*的一半体积中的压力损失为:
和邻近端口*B*的体积的一半中的压力损失为:
哪里
-
-层流粘性摩擦的形状系数; -
和 -端口*A*和*B*中的达西摩擦系数。 块从相对于雷诺数指示的表格数据获得摩擦系数。
如果为参数 压力损失模型 值设置 表格数据 - 欧拉数与雷诺数的关系
,则邻近端口*A*的一半体积中的压力损失为:
和邻近端口*B*的体积的一半中的压力损失为:
哪里
-
-层流雷诺数上限的欧拉数; -
和 -端口*A*和*B*上的欧拉号。 该块从相对于雷诺数指定的表格数据中获取欧拉数。
节约能源
热交换器边界处的能量守恒取决于液体的动态可压缩性的设置。 如果选中该复选框 热液 1 动态可压缩性 ,则能量守恒方程具有形式:
哪里
-
-热交换器边界处液体体积的内能; -
和 -分别在港口*A*和*B*的能量流动; -
-热流通过代表热边界的端口*H*进入块。
内能的导数定义为:
和
哪里
如果未选中复选框 热液 1 动态可压缩性 ,那么导热液体的密度将被认为是一个常数。 那么体积弹性模量实际上是无限的,热膨胀系数是零。 没有考虑可压缩情况下压力和温度的导数,能量守恒方程如下:
哪里
传热比
该单元计算并输出液体与壁之间的传热系数的值。 计算方法取决于参数值 传热系数模型 .
如果为参数 传热系数模型 值设置 恒定传热系数
,那么传热系数具有由块参数设置的恒定值:
哪里
-
-液体与壁之间的传热系数; -
-参数值 液壁传热系数 .
对于所有其他参数值 传热系数模型 传热系数定义为端口传热系数的算术平均值:
哪里
端口*A*中的传热系数等于:
且端口*B*中的传热系数等于:
哪里
-
和 -端口*a*和*B上的Nusselt号码*; -
和 -端口*A*和*B的导热系数*; -
-用于传热计算的液压直径。
传热计算中使用的液压直径定义为:
哪里
-
-传热计算中使用的流路长度; -
-传热的总表面积。
努塞尔特数的计算
计算Nusselt数的方法取决于参数的值 传热系数模型 .
如果为参数 传热系数模型 值设置 管内流动的相关性
,端口*A*中的Nusselt号将为:
和端口*B中的Nusselt号*:
哪里
-
-参数值 层流传热的努塞尔特数 ; -
和 -端口*A*和*B*上的Prandtl号。
如果为参数 传热系数模型 值设置 表格数据 - 科尔本系数与雷诺数的关系
,端口*A*中的Nusselt号将是:
和端口*B中的Nusselt号*:
哪里
-
和 -端口*A*和*B*上的Colburn因子。 块从作为雷诺数的函数呈现的表格数据中获得Colburn因子; -
和 -基于水力直径的雷诺数,用于计算端口*A*和*B*的传热。 这些值在端口*A*和*B*定义为:和
如果为参数 传热系数模型 值设置 表列数据 - 努塞尔特数与雷诺数和普朗特尔数的关系
,端口*A*中的Nusselt号将是:
和端口*B中的Nusselt号*:
港口
参数
参数
#
最小自由流动区域 —
孔在其最窄点处的横截面积
m^2
| cm^2
| ft^2
| in^2
| km^2
| mi^2
| mm^2
| um^2
| yd^2
Details
流动的总面积,无障碍,基于管道之间的最小距离或波纹步骤。
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
压力损失液压直径 —
径或等效通道直径
m
| cm
| ft
| in
| km
| mi
| mm
| um
| yd
Details
构成热交换接口的管或通道的液压直径。 水力直径是流动的横截面积与通道周长的比率。
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
热液体体积 —
通道内导热液体的总体积
l
| gal
| igal
| m^3
| cm^3
| ft^3
| in^3
| km^3
| mi^3
| mm^3
| um^3
| yd^3
| N*m/Pa
| N*m/bar
| lbf*ft/psi
| ft*lbf/psi
Details
流道中包含的导热液体的总体积。
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
# 层流雷诺数上限 — 层流和湍流模式之间过渡的开始
Details
雷诺数的值对应于从层流过渡到湍流状态的开始。 超过这个值,惯性力开始占主导地位,因此流动从层流进入湍流模式。 默认值对应于具有光滑内表面的圆管。
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
# 湍流雷诺数下限 — 层流和湍流模式之间过渡的结束
Details
雷诺数的值对应于从层流到湍流状态的过渡结束。 低于该值,粘滞力开始占主导地位,因此流动从湍流状态转变为层流状态。 默认值对应于具有光滑内表面的圆管。
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
压力损失模型 —
计算摩擦引起的压力损失的数学模型
压力损失系数
| 管内流量相关性
| 表格数据 - 达西摩擦因数与雷诺数的关系
| 表格数据 - 欧拉数与雷诺数的关系
Details
摩擦引起的压力损失的数学模型。 此参数确定要用于计算的表达式以及要指定为输入的块参数。
有关详细信息,请参阅 压力损失的计算。
值 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
无 |
# 压力损失系数 — 端口间所有流阻的总损耗系数
Details
通道中所有流动阻力的总损失系数,包括壁摩擦(主要损失)和由于弯曲,弯曲和其他几何形状变化(轻微损失)引起的局部阻力。
损失系数是一个经验无量纲数,用于表示由于摩擦引起的压力损失。 它可以根据实验数据计算或从产品规格中得出。
依赖关系
若要使用此参数,请为参数设置 压力损失模型 意义 压力损失系数
.
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
从入口到出口的流道长度 —
从港口到港口的距离
m
| cm
| ft
| in
| km
| mi
| mm
| um
| yd
Details
流必须在端口之间传输的总距离。 在多通道管壳式换热器中,总距离是套管所有通道的总和。 在管束、波纹板和流动被分成平行分支的其他通道中,这是在一个分支中行进的距离。 流动路径越长,由于壁摩擦引起的主压力损失越大。
依赖关系
若要使用此参数,请为参数设置 压力损失模型 意义 管内流量相关性
或 表格数据 - 达西摩擦因数与雷诺数的关系
.
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
局部阻力的总等效长度 —
局部总压力损失,以长度表示
m
| cm
| ft
| in
| km
| mi
| mm
| um
| yd
Details
总局部压力损失,以长度表示。 直接通道的长度导致等效损耗等于抽头、三通和接头的现有局部电阻之和。 等效长度越长,由于局部电阻引起的压力损失越高。
依赖关系
若要使用此参数,请为参数设置 压力损失模型 意义 管内流量相关性
.
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
内表面绝对粗糙度 —
导致摩擦损失的壁表面粗糙度的平均高度
m
| cm
| ft
| in
| km
| mi
| mm
| um
| yd
Details
壁表面上的粗糙度的平均高度,这导致粘性摩擦损失。 平均高度越高,壁越粗糙,由于粘性摩擦造成的压力损失越大。 表面粗糙度值用于从Haaland比率获得达西摩擦系数。
依赖关系
若要使用此参数,请为参数设置 压力损失模型 意义 管内流量相关性
.
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
# 达西摩擦因数的雷诺数向量 — 达西摩擦系数查找表各参考点处的雷诺数
Details
雷诺数的矢量,有必要确定达西摩擦系数。 块使用该向量创建达西摩擦系数查找表。
依赖关系
若要使用此参数,请为参数设置 压力损失模型 意义 表格数据 - 达西摩擦因数与雷诺数的关系
.
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
# 达西摩擦因数矢量 — 雷诺数查找表每个参考点的达西摩擦系数
Details
参数中指定的值对应的达西摩擦系数的矢量 达西摩擦因数的雷诺数向量 . 块使用该向量来创建达西摩擦系数查找表。
依赖关系
若要使用此参数,请为参数设置 压力损失模型 意义 表格数据 - 达西摩擦因数与雷诺数的关系
.
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
# 达西摩擦因数的层状摩擦常数 — 层流条件下流动截面压力损失的校正
Details
层流的压力损失的校正。 该参数称为形状系数,可用于计算层流状态下的压力损失时获得达西摩擦系数。 默认值对应于圆柱形管道。
非圆形截面的一些附加形状系数可以从Navier-Stokes方程的解析解中确定。 方形截面的风道形状系数为'56`,长宽比为2:1的矩形截面的风道形状系数为`62`,同轴管道形状系数为`96'。 平行板之间的薄通道也具有`96`的形状系数。
依赖关系
若要使用此参数,请为参数设置 压力损失模型 意义 管内流量相关性
.
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
# 欧拉数的雷诺数矢量 — 欧拉数查找表每个参考点的雷诺数
Details
有必要确定欧拉数的雷诺数向量。 块使用该向量创建欧拉数查找表。
依赖关系
若要使用此参数,请为参数设置 压力损失模型 意义 表格数据 - 欧拉数与雷诺数的关系
.
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
# 欧拉数矢量 — 雷诺数查找表每个参考点的欧拉数
Details
与参数中指定的值对应的欧拉数的向量 欧拉数的雷诺数矢量 . 块使用该向量创建欧拉数查找表。
依赖关系
若要使用此参数,请为参数设置 压力损失模型 意义 表格数据 - 欧拉数与雷诺数的关系
.
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
传热系数模型 —
热载体与壁之间热交换的数学模型
恒定传热系数
| 管内流动的相关性
| 表格数据 - 科尔本系数与雷诺数的关系
| 表列数据 - 努塞尔特数与雷诺数和普朗特尔数的关系
Details
用于计算热交换器中液体之间的热流的数学模型。 您可以假设一个恒定的传热系数,对管道内的流量使用经验关系,或者为Colburn数或Nusselt数指定表格数据。
有关详细信息,请参阅 Nusselt数的计算。
值 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
无 |
#
液壁传热系数 —
冷却剂与壁之间对流时的传热系数
W/(m^2*K)
| Btu_IT/(hr*ft^2*deltadegR)
Details
冷却剂与壁之间对流的传热系数。
依赖关系
若要使用此参数,请为参数设置 传热系数模型 意义 恒定传热系数
.
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
传热表面积 —
在热载体和壁之间的热传递中使用的有效表面积
m^2
| cm^2
| ft^2
| in^2
| km^2
| mi^2
| mm^2
| um^2
| yd^2
Details
热交换器中用于热载体之间的热传递的有效表面积。
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
# 层流传热的努塞尔特数 — 层流的Nusselt数的常数值
Details
层流的Nusselt数的常数值。 此参数允许您计算层流中的对流热通量。 Nusselt数的值取决于组件的几何形状。 默认值对应于圆柱形管。
依赖关系
若要使用此参数,请为参数设置 传热系数模型 意义 管内流动的相关性
.
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
# 科尔本系数的雷诺数矢量 — Colburn因子查找表的每个参考点处的雷诺数
Details
雷诺数的矢量,有必要确定Colburn因子。 块使用该向量创建Colburn因子查找表。 此向量中的值数必须等于参数的维数。 科尔伯恩系数矢量 来计算表的基准点。
依赖关系
若要使用此参数,请为参数设置 传热系数模型 意义 表格数据 - 科尔本系数与雷诺数的关系
.
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
# 科尔伯恩系数矢量 — 雷诺数查找表的每个参考点处的Colburn因子
Details
与参数中指定的值相对应的Colburn因子的向量 科尔本系数的雷诺数矢量 . 块使用该向量创建Colburn因子查找表。
依赖关系
若要使用此参数,请为参数设置 传热系数模型 意义 表格数据 - 科尔本系数与雷诺数的关系
.
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
# 用于计算努塞尔数的雷诺数矢量 — Nusselt数查找表每个参考点的雷诺数
Details
雷诺数的矢量,有必要确定努塞尔特数。 块使用该向量创建Nusselt编号查找表。
依赖关系
若要使用此参数,请为参数设置 传热系数模型 意义 表列数据 - 努塞尔特数与雷诺数和普朗特尔数的关系
.
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
# 用于计算努塞尔数的普朗特数矢量 — Nusselt编号查找表的每个参考点上的Prandtl编号
Details
需要确定Nusselt数的Prandtl数的向量。 块使用该向量创建Nusselt编号查找表。
依赖关系
若要使用此参数,请为参数设置 传热系数模型 意义 表列数据 - 努塞尔特数与雷诺数和普朗特尔数的关系
.
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
# 努塞尔特数表,Nu(Re,Pr) — Reynolds-Prandtl数查找表每个参考点的Nusselt数
Details
与参数中指定的值相对应的Nusselt数字矩阵 用于计算努塞尔数的雷诺数矢量 和 用于计算努塞尔数的普朗特数矢量 . 块使用该矩阵创建Nusselt编号查找表。
依赖关系
若要使用此参数,请为参数设置 传热系数模型 意义 表列数据 - 努塞尔特数与雷诺数和普朗特尔数的关系
.
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
传热流道长度 —
在冷却剂和壁之间的热传递期间行进的特征长度
m
| cm
| ft
| in
| km
| mi
| mm
| um
| yd
Details
热载体和壁之间进行热传递的特征长度。
依赖关系
若要使用此参数,请为参数设置 传热系数模型 意义 表格数据 - 科尔本系数与雷诺数的关系
或 表列数据 - 努塞尔特数与雷诺数和普朗特尔数的关系
.
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
影响和初始条件
# 热液 1 动态可压缩性 — 热交换器中液体的可压缩性
Details
用于模拟热交换器内部压力变化的选项。 如果未选中此选项,则在能量守恒和质量守恒方程中不考虑压力导数。 热交换器内部的压力定义为两个端口压力的平均值。
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
无 |
#
热液体初始温度 —
导热液体的初始温度
K
| degC
| degF
| degR
| deltaK
| deltadegC
| deltadegF
| deltadegR
Details
模拟开始时导热液体的温度。
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
热液体初始压力 —
导热液体的初始压力
Pa
| GPa
| MPa
| atm
| bar
| kPa
| ksi
| psi
| uPa
| kbar
Details
模拟开始时导热液体的压力。
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |