Расчет теплоотдачи регистра: Калькулятор

Содержание

Регистры отопления в Москве и Московской области

Регистры отопления

От производителя по лучшей цене

Почему нужно покупать у нас?

Всегда наличие на складе ходовых позиций
Проверка воздухом под давлением 10 атмосфер
Гарантия производителя по договору 12 месяцев
Специальное ЛК покрытие
Аттестованные сварщики
Поставка в срок
Правильная упаковка
и доставка на объект

Виды регистров отопления

Змеевиковые регистры

от 11500 р. за 3-х рядный и 3-х метровый
при заказе от 10 штук

теплоотдача выше
сопротивление теплоносителя ниже
нагрузка на насосы в системе меньше, можно использовать менее мощные насосы

Секционные регистры

от 8400 р.

за 3-х рядный и 3-х метровый
при заказе от 10 штук

компактнее в размере
самый простой монтаж и изготовление
самая низкая цена

Автономные регистры

от 25600 р. за 3-х рядный и 3-х метровый
при заказе от 10 штук, включая
тен нагревания

обогрев теплоносителя осуществляется электрическим теном, встроенным в регистр
возможна работа без монтажа в систему отопления

Колонна и «труба-в-трубе»

от 12800 р. за 3-х рядный и 3-х метровый
при заказе от 10 штук

наилучшая теплоотдача из всех видов отопительных регистров

Почему регистры отопления незаменимы для предприятий

Эффективны для объектов с большой площадью

Хорошее решение для нестандартных конфигураций помещения

Возможно создать индивидуальную систему отопления, подходящую именно вам

Длительный срок эксплуатации — до 25 лет

Регистры из круглой трубы просты в уходе и подходят для помещений со специфическими санитарными условиями

Регистр отопления — простое и недорогое решение для отопления любых помещений, особенно больших, со сложной конфигурацией, производственных.

Их теплоотдача гораздо выше, чем у радиаторов за счет большего объема теплоносителя. Теплоносителем могут быть: вода, масло, тосол, антифриз.

Металлические регистры могут прослужить до 25 лет, а могут быть и временным,
но надежным и практичным вариантом.

Как рассчитать необходимый объем регистров?

Чтобы сделать приблизительный расчет, необходимо знать:

площадь помещения;
диаметр трубы.

Регистры могут подключаться к системе отопления тремя способами:

Диагональное подключение
Ввод в верхней точке, вывод в нижней точке, вода проходит по всему регистру, чем достигается наибольшая теплоотдача и эффективность всего прибора.
Нижнее подключение
Ввод и вывод расположены снизу, эффективность регистра понижается, однако такое подключение позволяет улучшить эстетические качества конструкции.
Верхнее подключение
Ввод и вывод расположены сверху, такое подключение наименее эффективно, оно используется только в случае крайней необходимости.

Преимущества наших регистров
перед другими:

У нас: квалифицированные сварщики

Наши сотрудники сертифицированы в системе НАКС и имеют большой опыт работы с данными изделиями

Предварительный расчет, договор и гарантия

Учитываем все нюансы, фиксируем в договоре и даем гарантию на 1 год

Сертификат и паспорт изделия

Каждое изделие имеет сертификат и паспорт качества. Мы работаем по государственным стандартам.

Отдел контроля качества и опрессовка

Все регистры проходят опрессовку под давлением 10 атмосфер. Мы отвечаем за свою работу.

Производство регистров отопления

только в Металлфорс вам покажут правду

Теплоотдача регистра из горизонтальных металлических труб при свободном движении воздуха.

Какие данные мы используем для расчета?

Исходные данные
Диаметр труб регистра	D=		мм
Длина регистра (одной трубы)	L=		м
Количество труб в регистре (N≤4)	N=		шт
Температура воды на «подаче»	tп=		оС
Температура воды на «обратке»	tо=		оС
Температура воздуха в помещении	tв=		оС
Вид наружной поверхности труб	Сталь полированная
Постоянная Стефана-Больцмана	С0=	00000005669″>5,669E-08	Вт/(м2*К4)
Ускорение свободного падения	g=	9,80665	м/с2

Результаты расчетов
Степень черноты поверхности труб	ε=	—
Средняя температура стенок труб	tст=	оС
Температурный напор	dt=	оС
К-т объемного расширения воздуха	β=	1/K
Кинематическая вязкость воздуха	v=	м/с2
Критерий Прандтля	Pr=	—
К-т теплопроводности воздуха	λ=	Вт/(м*К)
Площадь поверхности регистра	A=	м2
Тепловой поток излучения	Qи=	Вт
К-т теплоотдачи при излучении	αи=	Вт/(м2*К)
Критерий Грасгофа	Gr=	—
Критерий Нуссельта	Nu=	—
Конвективный тепловой поток	Qк	Вт
К-т теплоотдачи при конвекции	αк	Вт/(м2*К)
Полная мощность теплового потока регистра	Q=	КВт
Полная мощность теплового потока регистра	Q=	Ккал/час
Коэффициент теплопередачи (теплоотдачи) регистра	k≈α=	Вт/(м2*К)
Коэффициент теплопередачи (теплоотдачи) регистра	k≈α=	Ккал / (часм2К)

Расчет количества регистров в типовом жилом помещении
Площадь помещения		м2
Q ! Суммарный тепловой поток всех регистров, она же минимальная мощность котла		КВт
Количество требуемых регистров		шт

Расчет регистров в нетиповом панельном помещении
Площадь помещения		м2
Высота		м
Q ! Суммарный тепловой поток всех регистров, она же минимальная мощность котла		КВт
Количество требуемых регистров		шт

ОплатаДоставкаСамовывоз

Оплата и доставка

Доставка регистров отопления

Доставка по Москве и Московской области в случае наличия на складе — через день после получения оплаты.
В регионы — через два дня после получения платежа.
Если позиция заказная, то по согласованию с заказчиком.

Самовывоз изделий

Вы можете забрать заказанные регистры отопления
по адресу:
Московская область, г. Балашиха, мкр. Железнодорожный,
Лесопарковая улица, 14А.
Режим работы: Пн-Вс 9:00-18:00

Закажите регистры отопления прямо сейчас

и получите скидку на проектирование и установку

Указывая свои данные, вы даете согласие на их обработку и соглашаетесь
с политикой конфиденциальности

Контакты

[email protected]

Адрес офиса
Контакты офиса
г. Москва, ул. Смольная, дом 24А
Офис 812

Адрес производства
Московская область, Балашиха,
мк. Железнодорожный,
Лесопарковая улица, 14А
Режим работы: Пн-Вс 9:00-18:00

Регистры отопительные стальные | Свердловский завод теплотехнического оборудования и металлоконструкциий

Регистры отопления из гладких труб — отопительный прибор, элемент системы отопления. Конструктивно, регистры отопления, представляют собой параллельно расположенные трубы, соединенные между собой перемычками с помощью сварки. С одной стороны в них поступает горячая вода из отопления, с другой уходит уже остывший теплоноситель. Регистры отопительные выполняют такую же роль, что и радиаторы отопления, и могут быть использованы вместо них. Как правило, отопление из регистров используется в промышленных помещениях, цехах, некоторых общественных зданиях и т.д.

Регистры отопления: разновидности и типы


Секционные регистры отопления	Змеевиковые регистры отопления

Особенности применения регистров отопления:

возможность обогрева помещений большой площади – цехов, складов и других аналогичного назначения;
использование для обогрева так называемого «мягкого» тепла. Дело в том, что любые, в том числе самодельные, регистры отопления отличаются значительной длиной и занимают, как правило, достаточно обширную площадь. Благодаря этому источник тепла в большом помещении получается не точечный, а протяженный, и обогрев осуществляется не локально, а по всему его объему;
простоту ухода. Поверхность регистров из-за использования обычных труб ровная, на ней не образуется труднодоступных мест для скапливания пыли, что не создает трудностей при уборке;
способность при качественном изготовлении выдерживать значительные давления и температуры.

Регистры отопления: техническая информация

В зависимости от размера стального отопительного регистра и диаметра применяемой трубы, меняется уровень теплоотдачи.

Учитывая расчетные сведения, следует отметить, что один метр регистров отопления из трубы диаметром 60 мм превосходно справится с обогревом 1 м² площади помещения.

Диаметр трубы регистра, Ду мм	Площадь, м²	Теплоотдача, Вт/м
Диаметр трубы регистра, Ду мм	Площадь, м²	t_вн=5С, t_пр=82,5C	t_вн=10С, t_пр=82,5C	t_вн=16С, t_пр=82,5C	t_вн=18С, t_пр=82,5C
50	0,19	214	196	175	169
89	0,28	314	288	257	248
108	0,34	380	348	311	300
133	0,42	472	433	386	373
159	0,5	562	515	460	444
219	0,69	776	711	635	613

Информация предоставлена для справки. Характеристики могут меняться, учитывая условия установки и окружающей среды.

Как заказать и купить регистры отопления?

Все регистры отопления изготавливаются на заказ, так как каждому Заказчику требуются индивидуальные размеры, диаметр трубы регистра,а также индивидуальное расположение патрубков.

Цена регистров отопления формируется в зависимости от количества труб в секции, диаметра и толщины стенки указанных труб, а так же количества секции.

Вы можете запросить расчет стоимости регистров отопления, направив необходимые Вам параметры изделия в отдел продаж нашего завода с помощью формы ОН-ЛАЙН ЗАКАЗ на сайте, либо по эл.почте: [email protected]

Отгрузка продукции осуществляется в регионы РФ и Республику Казахстан транспортными компаниями. Стоимость транспортных расходов рассчитывается дополнительно.

Пример изготавливаемой продукции:

Изображение размещенное на сайте, представлено для ознакомления и может отличаться от вида готового изделия (цвет, размер, и прочие параметры).

Вас так же может заинтересовать другая продукция из раздела теплообменного оборудования:

Подогреватель пароводяной ПП
Подогреватель водоводяной ВВП, ПВВ, ПВ
Подогреватель паровой емкостной ВПЕ (СТД) горизонтальный
Подогреватели сетевой воды ПСВ
Подогреватель мазута ПМ, ПМЭ, ПМР
Охладитель выпара типа ОВА
Охладитель выпара типа ОВВ

курсов PDH онлайн. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов HVAC; не только экологические курсы или курсы по энергосбережению

.»

Рассел Бейли, ЧП

Нью-Йорк

«Это укрепило мои текущие знания и научило меня нескольким новым вещам, кроме того

познакомив меня с новыми источниками

информации».

Стивен Дедак, ЧП

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они

очень быстро отвечали на вопросы.

Это было на высшем уровне. Буду использовать

снова. Спасибо».

Блэр Хейуорд, P.E.0003 «Веб-сайт прост в использовании. Хорошо организован. Я действительно буду пользоваться вашими услугами снова.

Я передам название вашей компании

другим сотрудникам.»

Рой Пфлейдерер, ЧП

Нью-Йорк

«Справочный материал был превосходным, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что уже знаком

с деталями Канзас

Авария в City Hyatt.»

Майкл Морган, ЧП

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится, что я могу просмотреть текст перед покупкой. Я нашел курс

информативным и полезным

в своей работе. » 4

«У вас отличный выбор курсов и статей очень информативный. Вы

— лучшее, что я нашел».

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко заработать PDH

материала». «Спасибо, что разрешили мне просмотреть неправильные ответы. На самом деле

человек учится большему

на неудачах». Pennsylvania

«Курс был хорошо составлен, и использование тематических исследований является эффективным

метод обучения.» 04

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; т. е. позволяя

студент должен просмотреть курс

материалы перед оплатой и

получением теста. 004

Вирджиния

«Спасибо, что предлагаете все эти замечательные курсы. Я, конечно, многому научился и

получил огромное удовольствие».

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством содержания материалов и простотой поиска

онлайн-курсов

. »

Уильям Валериоти, ЧП

Техас

«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. Курс был прост для понимания. Фотографии в основном давали хорошее представление о

обсуждаемых темах.»

Майкл Райан, ЧП

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Нужен 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я настоятельно рекомендую это

всем инженерам.»

«Я ценю, что вопросы относятся к «реальному миру» и имеют отношение к моей практике. , и

не основаны на каком-то неясном разделе

законов, которые не применяются

до 9000 4 «нормальная» практика».

Марк Каноник, ЧП

Нью-Йорк

«Большой опыт! Я многому научился, чтобы вернуться к своему медицинскому устройству

организации».

Иван Харлан, ЧП

Теннесси

«Материал курса имеет хорошее содержание, не слишком математический, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, ЧП

Калифорния

«Это был очень приятный опыт. до

Использование Многие Спасибо.»

Патрисия Адамс, ЧП

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия непрерывному обучению физкультуры в рамках временных ограничений лицензиата».

Джозеф Фриссора, ЧП

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Это помогает распечатать тест во время просмотра текстового материала. I

также оценили просмотр предоставлены

фактические случаи».

Жаклин Брукс, ЧП

Флорида

«Документ Общие ошибки ADA в проектировании помещений очень полезен. Тест

потребовал исследований в документе

, но 9 0003 ответов были

легкодоступными».

Гарольд Катлер, ЧП

Массачусетс

«Это было эффективное использование моего времени. Спасибо за разнообразие выбора

в дорожной инженерии, который мне нужен

для выполнения требований сертификации

PTOE.»

Джозеф Гилрой, ЧП

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в штате Делавэр. 2 «Узнал много нового о защитном заземлении. До сих пор все курсы, которые я посещал, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курсы со скидкой.» 002 Нью-Йорк

«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать дополнительные

курсы. Процесс прост и

намного эффективнее, чем

необходимость путешествовать.»0004

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для профессионалов

инженеров для получения единиц PDH

любой время. Очень удобно.»

Пол Абелла, ЧП

Аризона

«Пока все было отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня не так много

времени, чтобы исследовать, куда

получить мои кредиты от.»

Кристен Фаррелл, ЧП

Висконсин

900 02 «Это было очень информативно и поучительно. Легко для понимания с иллюстрациями
и графиками; определенно облегчает
усвоение всех
теорий.»
Виктор Окампо, P.Eng.
Альберта, Канада
«Хороший обзор принципов полупроводников.
на метро
на работу .»
Клиффорд Гринблатт, ЧП
Мэриленд
«Просто найти интересные курсы, скачать документы и получить
викторина. Я бы очень порекомендовал бы
вам всем PE нуждающимся
единицы CE.» 9000 5
Марк Хардкасл, ЧП
Миссури
«Очень хороший выбор тем во многих областях техники».0004
«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад помочь финансово
по ваш рекламный адрес электронной почты который
сниженная цена
на 40%. »
Conrado Casem, P.E.
Теннесси
«Отличный курс по разумной цене. Буду пользоваться вашими услугами в будущем.»

Чарльз Флейшер, П.Е.
Нью -Йорк
«Это был хороший тест и на самом деле проверил, что я прочитал профессиональную этику
Коды и Нью -Мексико
».

Брун Гильберт, Ч.П.
Калифорния
«Мне очень понравились занятия. Они стоили времени и усилий.»

Дэвид Рейнольдс, ЧП
Канзас
«Очень доволен качеством тестовых документов. Воспользуюсь CEDengineerng
, когда потребуются дополнительные
9000 3 сертификация».

Томас Каппеллин, ЧП
Иллинойс
«У меня истек срок действия курса, но вы все равно выполнили обязательство и поставили
мне то, за что я заплатил — много
ценю!» Оклахома
«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы
для инженера. по разумной цене, а материал был кратким и
хорошо устроено. 0005
«Вопросы соответствуют урокам, а материал урока
хороший справочный материал
для дизайна под дерево.»

Bryan Adams, P.E. «Отлично, и я смог получить полезные рекомендации с помощью простого телефонного звонка».0004

Роберт Велнер, ЧП
Нью-Йорк
«У меня был большой опыт прохождения курса «Строительство прибрежных районов – Проектирование
Строительство и
очень рекомендую.»

Денис Солано, ЧП
Флорида
«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материал курса этики штата Нью-Джерси был очень
хорошо подготовлено. 04
«Очень хорошее впечатление. Мне нравится возможность загружать учебные материалы по адресу
, просматривать где угодно и
, когда угодно».
Колорадо
«Отлично! Сохраняйте широкий выбор тем на выбор».

Уильям Бараттино, ЧП
Вирджиния
«Процесс прямой, никакой чепухи. Хороший опыт.»

Тайрон Бааш, ЧП
Иллинойс
«Вопросы на экзамене были наводящими и демонстрировали понимание
материала. Тщательный
и полный.»

Майкл Тобин, Ч.П. 3 «Это мой второй курс, и мне понравилось то, что курс предложил мне, что
поможет в моя линия
работы. 2 «Очень быстрая и простая навигация. Я обязательно воспользуюсь этим сайтом снова.»

Анджела Уотсон, ЧП
Монтана
«Простота в исполнении. Никакой путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата. »

Кеннет Пейдж, ЧП
Мэриленд
«Это был отличный источник информации о нагревании воды с помощью солнечной энергии.

Луан Мане, ЧП
Conneticut
«Мне нравится подход, позволяющий зарегистрироваться и иметь возможность читать материалы в автономном режиме, а затем
вернуться, чтобы пройти тест.»

Алекс Млсна, ЧП
Индиана
«Я оценил количество информации, предоставленной для класса. Я знаю
это вся информация, которую я могу
использовать в реальных жизненных ситуациях.
Южная Дакота

курс.» 0002 Нью-Джерси
«Веб-сайт прост в использовании, вы можете скачать материал для изучения, затем вернуться
и пройти тест. Очень
удобно и на моем 9 0005
собственный график .»
Майкл Гладд, ЧП
Грузия
«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»

Деннис Фундзак, ЧП
Огайо
«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать сертификат PDH
. Спасибо за создание
900 03 процесс прост.»

Фред Шайбе, ЧП
Висконсин
«Положительный опыт. Быстро нашел курс, который соответствует моим потребностям, и закончил
PDH за один час за
один час.»

Стив Торкилдсон, Ч.П. 03 «Мне понравилось, что можно загрузить документы для проверки содержания
и пригодности до
наличие для оплаты
материалов. »
Richard Wymelenberg, P.E. 002 Мэриленд
«Это хорошее пособие по ЭЭ для инженеров, не являющихся электриками.»

Дуглас Стаффорд, ЧП
Техас
«Всегда есть место для улучшения, но я не могу придумать ничего в вашем
процессе, который нуждается в
улучшении.»

Томас Сталкап, ЧП
Арканзас
«Мне очень нравится удобство прохождения онлайн-викторины и немедленного получения сертификата
.»

Марлен Делани, ЧП
Иллинойс
«Обучающие модули CEDengineering — это очень удобный способ доступа к информации по
многим различным техническим областям снаружи
собственная специализация без
необходимость путешествовать. 05
Расчет коэффициента теплопередачи для плоских и гофрированных пластин
Во многих технических приложениях, связанных с сопряженными теплопередачи, например при проектировании теплообменников и радиаторов, важно рассчитать коэффициент теплопередачи. Часто определяемый с помощью корреляций и эмпирических соотношений, коэффициент теплопередачи предоставляет информацию о теплопередаче между твердыми телами и жидкостями. В этом сообщении в блоге , мы обсудим и продемонстрируем, как можно использовать программное обеспечение COMSOL Multiphysics® для оценки коэффициента теплопередачи для геометрических пластин.
Что такое коэффициент теплопередачи?
Рассмотрим нагретую стенку или поверхность, по которой течет жидкость. Перенос тепла в жидкости осуществляется преимущественно за счет конвекции. Точно так же конвекция является основным способом переноса тепла в случае двух жидкостей (через твердую поверхность), например, в теплообменниках. Скорость, с которой происходит теплопередача в обоих случаях, определяется разницей температур и коэффициентом пропорциональности, называемым коэффициентом теплопередачи 9. {\prime \prime} — тепловой поток, T_wi — температура стенки, а T_\infty — характерная температура жидкости.
Характеристической температурой жидкости также может быть внешняя температура вдали от стенки или объемная температура в трубах.
Когда объект окружен бесконечно большим объемом воздуха, мы предполагаем, что температура воздуха вдали от объекта является постоянной известной величиной. Коэффициент теплопередачи, оцениваемый в этом случае, называется коэффициентом внешней теплопередачи.
С учетом приведенного выше предположения, если мы внимательно посмотрим на стену (если толщина стены определена в направлении y , а y = 0 представляет собой поверхность/плоскость стены), становится ясно, что Отсутствие проскальзывания на стенке приводит к образованию застойной тонкой пленки жидкости. Поэтому передача тепла через жидкость, непосредственно примыкающую к стенке, происходит исключительно за счет теплопроводности.
Это может быть записано математически (ссылка 1) как:
9{\prime \prime}=-k\bigg(\dfrac{\partial T}{\partial y}\bigg)_{y=0}
Здесь k — теплопроводность жидкости, а производная T равна оценивается в жидкости.
Комбинируя уравнения (1) и (2), коэффициент теплопередачи можно рассчитать как: \bigg)_{y=0}}{T_w {-} T_\infty}
Расчет коэффициента теплопередачи в COMSOL Multiphysics®
На практике трудно измерить градиент температуры на стенке. Кроме того, становится необходимым проанализировать разумный и недорогой в вычислительном отношении подход к пониманию теплопередачи на стенке. Поэтому обычно предпочтение отдается неаналитическим способам расчета коэффициента теплоотдачи.
Одним из распространенных подходов является использование конвективных корреляций, определяемых безразмерным числом Нуссельта. Эти корреляции доступны для различных случаев, включая естественную и вынужденную конвекцию, а также внутренние и внешние течения, и дают быстрые результаты. Однако этот подход можно использовать только для правильных геометрических фигур, таких как горизонтальные и вертикальные стенки, цилиндры и сферы.
Если речь идет о сложных формах, вместо этого можно рассчитать коэффициент теплопередачи путем моделирования явления сопряженной теплопередачи.
Давайте теперь обсудим два разных случая и подхода:
Расчет коэффициента теплопередачи в формах правильной геометрии (например, горизонтальная пластина) с использованием:
Анализ сопряженного теплообмена
Конвективные корреляции; т.е. без учета потока
Расчет коэффициента теплопередачи в нерегулярной/сложной геометрии (например, гофрированной пластине)
Обратите внимание, что режим потока является важным фактором, поскольку коэффициент теплопередачи зависит от скорости. В обоих случаях необходимо учитывать прагматические условия, такие как быстрый поток в системе нагнетания или устройство охлаждения электронного чипа. Это указывает на необходимость моделирования случаев как турбулентного течения, сопряженного с переносом тепла.
Пример 1: Вынужденная конвекция и обтекание горизонтальной пластины
Рассмотрим ситуацию моделирования обтекания горизонтальной плоской пластины длиной 5 м, на которую действует постоянный и однородный тепловой поток 10 Вт/м ² . Пластина помещена в поток воздуха со средней скоростью 0,5 м/с и температурой 283 К. На рисунке ниже показана схема постановки задачи, включая профили скорости и температуры для ламинарного течения внутри импульса (скажем, \ delta ) и тепловой пограничный слой (\delta {T}) соответственно.

Схематическое изображение ламинарного (вверху) и турбулентного (внизу) обтекания горизонтальной пластины.
Анализ сопряженной теплопередачи
Численное решение получено в COMSOL Multiphysics с использованием интерфейса Conjugate Heat Transfer , который объединяет явления потока жидкости и теплопередачи. Поле скоростей и давление вычисляются в воздушной области, а температура вычисляется в пластине и в воздушной области.
Распределение температуры внутри пластины и жидкости показано на рисунке ниже. В области от стенки до 2 см над пластиной видны тепловые и импульсные пограничные слои, формирующиеся внутри жидкой области.

Распределение температуры (поверхностный график), изотерма при 11°C (красная линия) и поле скоростей (стрелки), иллюстрирующие тепловой и импульсный пограничные слои рядом с поверхностью пластины (анизотропная шкала оси).
По результатам моделирования можно оценить тепловой поток, используя соответствующую предопределенную переменную постобработки. Разделив его на разницу температур (T_w-T_\infty), мы получим коэффициент теплопередачи (уравнение 3). Коэффициент теплопередачи вдоль пластины, полученный с помощью анализа сопряженной теплопередачи, нанесен на график в следующем разделе.
Коэффициент теплопередачи, основанный на корреляции чисел Нуссельта
Корреляция чисел Нуссельта для вынужденной конвекции мимо плоской пластины доступна в литературе (например, ссылка 1).
В этом втором подходе та же модель решается без расчета потока; то есть с использованием корреляций теплопередачи. Расчетная область ограничена твердым телом (пластиной). Потери тепла от горячей пластины к холодной жидкости определяются с помощью граничного условия Heat Flux . Это граничное условие содержит возможность определения коэффициента теплопередачи с использованием предопределенных корреляций числа Нуссельта, как показано ниже. Обратите внимание, что эта корреляция предопределена в COMSOL Multiphysics.

Настройки граничного условия Heat Flux .
Используя только этот подход, вычисляется распределение температуры в пластине. Из коэффициента теплопередачи, определенного в граничном условии Heat Flux , можно оценить тепловой поток на поверхности пластины, q=h\cdot(T_\infty-T).
Оценка коэффициента теплопередачи
Для обоих подходов, описанных выше, можно оценить коэффициент теплопередачи вдоль пластины. На рисунке ниже сравнивается тепловой поток, рассчитанный с использованием двух подходов.

Сравнение коэффициента теплопередачи вдоль плоской пластины, рассчитанного с помощью моделирования сопряженного теплообмена (синяя линия) и корреляции Нуссельта (зеленая линия).
Мы видим, что значение, полученное из корреляции числа Нуссельта, хорошо согласуется со значением, полученным из моделирования полного сопряженного теплообмена.
Представляющая интерес величина представляет собой скорость нагрева на пластине, полученную в двух случаях:
Корреляция числа Нуссельта: 50 Вт/м
Сопряженная теплопередача: 49,884 Вт/м
Для некоторых расчетов подход, основанный на корреляциях чисел Нуссельта, позволяет прогнозировать тепловой поток с достаточной точностью. Далее мы исследуем случай с необычной формой, когда корреляции чисел Нуссельта не всегда доступны, и единственный возможный подход — запустить моделирование сопряженного теплообмена.
Пример 2. Обтекание гофрированной горизонтальной пластины
Рассмотрим аналогичную конфигурацию, как и в первом случае, за исключением того, что пластина имеет рифленую верхнюю поверхность. На рисунке ниже показана схема определения проблемы. В этой модели гофры верхней пластины рассматриваются в одном сечении геометрии. Остальная часть пластины плоская.

Схема обтекания горизонтальной пластины.
Здесь в пристеночном поле течения имеются рециркуляционные зоны, увеличивающие скорость теплообмена. На изображении ниже мы можем видеть распределение температуры и линии тока скорости.

Распределение температуры в градусах Цельсия (поверхность) и поле скоростей (линии тока).
На левом графике ниже показан коэффициент теплопередачи по длине гофрированной пластины. При такой геометрии, как волнистая пластина, коэффициент теплопередачи зависит от температурных полей; поля скоростей; и геометрические параметры гофра, такие как высота. Следовательно, мы можем наблюдать повышенный коэффициент теплопередачи по сравнению с плоской пластиной (правое изображение ниже).
Коэффициент теплопередачи вдоль гофрированной пластины (слева) и вдоль плоской пластины (справа).
При рассмотрении сложной геометрии, содержащей гофрированные поверхности, метод сопряженной теплопередачи может быть дорогостоящим в вычислительном отношении, поэтому желательны альтернативные подходы. Хорошим приближением было бы уменьшение геометрической сложности путем представления поверхностей как негофрированных и экстраполяции коэффициента теплопередачи из этой геометрии гофрированной пластины с учетом таких геометрических параметров, как высота гофра, поля скоростей потока и колебания температуры на поверхности. Интересно отметить, что если температура не является действительно изотермической или нет постоянного теплового потока, коэффициент теплопередачи все еще представляет интерес в заданном диапазоне для некоторых геометрий до тех пор, пока не будет сохранена близость к исходной конфигурации.
Для проверки рассмотрим простой случай, когда коэффициенты теплопередачи рассчитываются по полям скоростей в геометрии гофрированной пластины. Данные могут использоваться для получения среднего коэффициента теплопередачи и могут быть экстраполированы на геометрическую модель плоской пластины. Общие потери тепла с поверхности или коэффициент теплопередачи, полученный в результате моделирования потока, можно исследовать, чтобы понять достоверность приближений.
Заключительные мысли
В этом сообщении блога мы обсудили, как рассчитать коэффициент теплопередачи двумя методами. В решении сопряженной теплопередачи вы можете использовать встроенные переменные теплового потока, доступные в COMSOL Multiphysics.
No related posts.