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江南官方网站 Flow Simulator 换热器的一维仿真

来源:江南官方网站下载 作者:江南app官方网站

  换热器广泛用于动力设备、空调系统和电子设备等冷、热介质的热量交换。由于结构上存在大量的管束和翅片结构,在 CFD 仿真中通常不会创建全细节模型,而是采用多孔介质和换热效率模型来简化。

  Altair 一维CFD模块 Flow Simulator 有3种方法模拟换热器,根据仿真的目的和已知条件可以选择:

  Heat Exchanger 单元一共有4个连接端口,红色代表热侧的进出,蓝色代表冷侧的进出。可以模拟液-液,空-空,液-空热交换。但是不支持冷热介质掺混。

  支持多个 Heat Exchanger 单元串、并联。如下图显示串联的3个换热器,热侧入口是高温润滑油,冷侧入口是理想状态空气。已知入口的温度和压力或流量,通过计算获得换热器实际换热量,冷热流体的温度变化,密度变化和压力降。

  仿真结果显示,空气侧流量在换热器中心位置大,边缘小,因此造成热侧流体出口温度在边缘比中心位置高5℃。

  一维CFD仿真用于设计初期快速评估管路流动阻力、流量分配和换热器的性能匹配,将试验和仿真结合,可以在设计前期就规避散热风险,减少后期三维详细模型计算或实验验证的次数。

  在使用 Heat Exchanger 单元之前,首先需要明确研究目的和对象,收集换热器的参数,包括几何参数或性能曲线等。通常一维CFD的稳态模型计算成本可以忽略,因此可以在短时间内进行大量参数的扫描。

  Altair Flow Simulator 的换热器模型精度得到验证,可以对影响冷却系统的诸多因素进行详细分析,为换热器的系统匹配提供一种有效的方法,从而优化冷却系统的设计。

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