混凝土内部t型弯管流动换热数值模拟

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1、学兔兔www.xuetutu.com2011年第6期(总第260期)混凝土理论研究Number6in2Ol1(TotalNo．260)ConcreteTHEORETICALRESEARCHdoi：10．3969~．issn．1002—3550．2011．06．018混凝土内部T型弯管流动换热数值模拟卢玉林，李文倩’，梁永朵，卢滔’，刘小阳，王丽’，魏佳’(1．防灾科技学院，北京101601；2中国地震局工程力学研究所，黑龙江哈尔滨150001)摘要：采用有限元方法计算了三通弯管的流场分布和换热效率。获得了T型弯管横截

2、面的平均速度和换热系数沿管程的分布曲线。数值结果表明，弯曲位置附近流场分布复杂，弯曲位置后水流量得到二次分配；分支管壁出现分离区和回流区，横截面出现二次流。Ⅳu数在主管和分支管沿管长方向均出现衰减，且分支管衰减比率大于横向管。在数值分析混凝土结构温度场中，应注意弯管节点附近施加不同的换热系数。关键词：混凝土；有限元；T型弯管；换热系数中图分类号：TU528．01文献标志码：A文章编号：1002—3550(20l1)06—0057—03NumericalsimulationofflowheattransferonT-j

3、unctionembeddedinconcreteLUYu—lin，LIWen-qian，LIANGYong-duo，LUTao，LIUXiao-yang，WANGLi，WEI胁’(1．InstituteofDisasterPrevention，Beijing101601，China：2．InstituteofEngineeringMechanics，ChinaEarthquakeAdministration，Haerbin150001，China)Abstract：Afiniteelementmethodwasde

4、velopedtosimulatetheflowfielddistributionandtheheattransferefficiencyofr-junctioninconc~．ThemeanwatervelocityandNusseltnumbersoneachsectionwereobtainedinthismanuscriptNumericalresultsshowthattheflowfielddistribu—tionwasverycomplexandanewflowvelocitywasdistribut

5、edinthejunctionposition．Aseparationzoneandrecirculationzoneappearedinthevicinityofbifurcationpipewall，andasecondaryflowappearedinthecrosssection．Nusseltnumberdecreasedgraduallyalongthepipelineofthemainpipeandthebranchpipe，andtheheatlossratioinbranchpipeisgreate

6、rthanmainpipeItsuggestedthattheNusseltheattransfercoefficientshouldbepiecewiseloadedtheboundaryconditions，whenemployanumericalsimulationmethodtOanalyzetheconcretetemperaturefield．Keywords：concrete；finiteelement；T-junction；heattransfercoefficient要考虑冷却水与混凝土共同作用，通

7、过求解流热耦合方程确定0引言相应的温度场。然而，由于流体网格划分精细导致计算工作量大，在建筑工程、水利工程及给水排水工程中，通常存在冷却耗费时间长等，在工程上并不常用。而近似法将冷却水考虑为第循环管路，利用三通接头连接主管与冷却管。因此，三通管(T型三类边界条件进行设定，计算量相对适宜，计算结果可以满足管)作为一种常见的弯管形式存在于整个系统中。在结构工程中，工程需要，比较普遍应用在工程计算中。近似法计算中解决的核水作为冷却介质常常被用于降低混凝土在固化期的水化热量，心问题之一便是确定冷却水管与周围环境的热交换系数。

8、要准从而避免温度裂缝的产生，这一方法已成为大体积混凝土施工确的计算温度场必然要分析换热系数沿冷却管路径的分布情技术中的主要措施之一。T型弯管主要由主管和分支冷却管况，特别是在弯管位嚣因二次流出现而改变的热量损失程度。努组成，研究T型管内部流动产生的换热系数对于准确预测结构赛尔数(Nusseltcoefficient)是表征对流换热强弱的参数，能