|
| |
|
Главная Журналы присваиваются значения безразмерных переменных w, Т. Для указания истинного смысла этих массивов при выводе используется их описание безразмерного вида с помощью задания текстовых переменных TITLE (1) и TITLE (2). Значения таких величин, как градиенты давления и температуры, температура стенки, а также свойства жидкости задаются произвольно. Как было отмечено ранее, значения этих величин не влияют на рещение задачи в безразмерном виде. Поле w(I, J) изначально полагается нулевым, тем самым обеспечиваются верные значения скоростей на твердых стенках области. Температуры t(I,j) задаются равными Т, что приводит к правильным их значениям на внешней поверхности трубы. OUTPUT. В данном случае большая часть структуры output практически такая же, как и в примере 7. Переход от решения уравнения для скорости к решению уравнения для температуры, а также суммирование по всему поперечному сечению для вычисления w и Tj, являются стандартными процедурами. В цикле, где производится суммирование, произведение XCV(I) *YCVR(J) для полярной системы координат представляет собой площадь поперечного сечения, занимаемую одним контрольным объемом. Так как средняя скорость W должна быть рассчитана только для той части сечения, где есть течение, то при расчете площади не учитываются контрольные объемы, расположенные в ребре. Для вычисления среднего числа Нуссельта необходимо учесть, что средний тепловой поток может быть рассчитан на единицу площади реальной поверхности теплообмена (включая дополнительную площадь поверхности ребер) или на единицу площади поверхности трубы без ребер. Если использовать число Нуссельта в качестве меры суммарного теплопереноса, то для трубы с ребрами предпочтительнее использовать второй вариант. Тогда можно сравнивать числа Нуссельта для оценки эффективности теплообмена при различных формах ребер. В то же время использование фактической поверхности теплообмена приведет к меньшему значению числа Нуссельта, так как средний тепловой поток на единицу фактической площади может быть довольно малым. Исходя из этих рассуждений предполагается, что обогреваемый участок периметра hp отличен от смоченного периметра wp. В качестве hp берется просто внешний периметр расчетной области. Суммарный тепловой поток на единицу продольной длины рассчитывается исходя из значения дТ/dz, а затем делением его на hp получается средний тепловой поток. При определении среднего числа Нуссельта в качестве характерного размера используется диаметр трубы. После каждой итерации на печать выводятся значения некоторых характерных скоростей и температур, произведение /Re и число Нуссельта. При окончательном выводе результатов распечатываются изменения локального числа Нуссельта на внешней поверхности трубы. При их вычислении используется локальная плотность теплового потока FLUXM1(I,2), где i обозначает позицию на внешней границе, а 2 - значение nf для температуры как зависимой переменной (величина FLUXM1(i,1) соответствует вязкому напряжению на границе). Перед вызовом подпрограммы print поля w(i, j) и t(i,j) приводятся к безразмерному виду. Как будет видно далее, расчет скорости в твердом материале ребра дает очень маленькие (но ненулевые) ее значения. Для наглядности выведенных полей все малые значения w (i, j) в области ребра заменяются нулем. После таких предварительных действий для вывода на печать полей зависимых переменных вызывается print. PHI. При вычислении поля скорости область, занимаемая ребром, рассматривается в качестве участка с очень большой вязкостью. В результате во всей этой области значение w будет постоянным и равным нулевому значению скорости на границе. Конечно, рассчитанные значения w в ребре не будут равняться точно нулю. Насколько малым будет значение w зависит от того, насколько велико значение вязкости в ребре. Если взять эти фиктивные значения вязкости равными 1.Е2 0, то «нулевые» скорости возможно будут порядка 1.Е-2 0. Для создания более наглядного вывода применяется заме-шение этих малых скоростей нулями в output. Для nf = 1 полагаем gam(i,j) равным вязкости жидкости. Если же расчетная точка лежит в ребре, то это значение замещается очень большим числом. Источниковый член sc (i, j) приравнивается к -dp/dz. Для нахождения температуры (т.е. для nf = 2) делаем почти то же самое, только значения gam (i, j) в ребре берутся не большими, а полагаются равными теплопроводности твердого материала. Для определения источникового члена sc(i,j) используется выражение (10.1). В этой задаче граничные условия для w н Т подобны по своей природе. На внешней границе области заданы значения и w и Г. Все остальные границы рассматриваются в качестве границ с нулевыми потоками. Исходя из этих рассуждений и задаются значения КВС. Применение подобных граничных условий и для w и для Т довольно необычно. В большинстве задач будут иметь место некоторые отличия в граничных условиях для двух зависимых перемен- ных. Поэтому нужно внимательно относиться к заданию граничного условия для рассматриваемого NF. 10.2.3. Дополнительные имена на ФОРТРАНе ALPHA - половина угла между ребрами (см. рис. 10.2); ALPHAC- (см. рис. 10.2); ALPHAT - а, (см. рис. 10.2); АМи - вязкость ц; ANU - среднее число Нуссельта; ANULOC - локальные числа Нуссельта на стенке трубы; AR - площадь контрольного объема dA; ASUM - площадь поперечного сечения; С - зазор С (см. рис. 10.2); CNDFIN - теплопроводность ребра к [см. (10.26)]; COND - теплопроводность жидкости[см. (10,26)]; СР - теплоемкость с; DEN - плотность р; DH - гидравлический диаметр D; DIA - диаметр трубы; DPDZ - продольный градиент давления dp/dz; DTDZ - продольный градиент температуры ЭГ/Эг; FRE - произведение/Re; Н - высота ребра Я; ИР - обогреваемый участок периметра; HRATIO- отношение высоты ребра к радиусу H/R [(см. (10.2)]; NFINS - число ребер; PI - число п; QW - средняя плотность теплового потока на стенке q/, RAD - радиус трубы R; RE - число Рейнольдса; RHOCP - объемная теплоемкость рс,; Т (I, J) - температура 7; ТВ - среднемассовая температура 7,; TRATIO -отношение а,/а [(см. (10.2а)]; TSUM jwTdA; TW - температура стенки Г„,; W (I, J) - продольная скорость w; 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 [ 63 ] 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 |