1、空氣在高壁溫通道內(nèi)傳熱特性研究論文導(dǎo)讀：采用數(shù)值模擬的方法。數(shù)值模擬，空氣在高壁溫通道內(nèi)傳熱特性研究。關(guān)鍵詞：高壁溫，傳熱特性，數(shù)值模擬，等熱流0 前言電力機車在電制動時將機車的動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽植侩娔芟脑陔娮柚苿訋隙優(yōu)闊崮?。如果電阻制動帶上的熱量不能有效散失，電阻制動帶就容易斷裂或搭接在一起，對行車平安造成?yán)重威脅。為解決這一問題，必須改良電阻制動帶結(jié)構(gòu)，使其在空氣流經(jīng)其外表時能帶走更多熱量，從而降低電阻制動帶外表溫度，使制動帶的作用得以充分發(fā)揮，因此了解電阻制動帶通道內(nèi)的流動與換熱情況就十分必要。本文作者已經(jīng)對空氣在低Re數(shù)、常物性情況下韶山七型電阻制動帶通道內(nèi)的流動與換熱特性作過研

2、究。由于電阻制動帶上通過的電流較大，而電阻制動帶的電阻很小，故機車在電制動時，電阻制動帶壁面上的溫度會很高式中為通用變量，可以代表1, u, v, w, T等求解變量；為廣義擴散系數(shù)； ，分別代表由于壓力及速度而引起的源項。進、出口為周期性邊界條件：式式中為截面上空氣平均溫度，為截面上壁面平均溫度，其定義式為：其中在本文中代表截面上壁面的面積。壁面BC，DE，F(xiàn)G，HI, JK, MA邊界條件：, , .式中為壁面上熱流密度。上、下面式中 表示法線方向。壓力進出口邊界條件：圖1(d)和圖1式中:, ,為適體坐標(biāo)軸方向符號，為計算平面與物理平面的轉(zhuǎn)換因子，逆變速度U，V，W及Jacobi因子可表

3、示為：,式中，亦為計算平面與物理平面的轉(zhuǎn)換因子?？萍颊撐模瑪?shù)值模擬。Re, f, Nu以電阻制動帶間距S為定型尺寸，其數(shù)學(xué)表達式為：， ,2 離散方法及數(shù)值方法將適體坐標(biāo)系中的控制方程，在控制容積上積分，導(dǎo)出計算平面上的三維通用微分方程的離散形式為：(11)式中系數(shù)、均采用乘方格式。科技論文，數(shù)值模擬。根據(jù)導(dǎo)出的計算平面上通用控制方程的離散表達式，計算中采用了推廣后的可壓縮流體同位網(wǎng)格上的SIMPLE算法，并采用Rhie-Chow的方法計算界面上逆變速度。本文以開縫長度L等于6mm,攻擊角等于30度，Re=1000時的情形為例，對數(shù)值計算的結(jié)果進行了網(wǎng)格考核，結(jié)果如表1所示。從表上的結(jié)果可以看

4、出，加密或稀疏網(wǎng)格對數(shù)值計算結(jié)果影響很小，因此所得的數(shù)值解是網(wǎng)格獨立的解.本文計算時采用的網(wǎng)格數(shù)為1203454。表1 網(wǎng)格考核結(jié)果 grid number Nu f 1002827 13.0185 0.331 1002854 12.6897 0.328 1203454 12.7372 0.336 3 結(jié)果及分析3.1 開縫長度L對Nu數(shù)、阻力系數(shù)的影響圖3顯示在相同攻擊角、不同開縫長度的情況下，Nu數(shù)隨Re的增加而增加，阻力系數(shù)隨Re的增加而減小。攻擊角相同的情況下，增大開縫長度，Nu數(shù)增加，阻力系數(shù)在攻擊角等于250時隨著開縫長度的增加而減小，其他兩種情況下開縫長度等于5mm時阻力系數(shù)最小

5、。圖3 相同攻擊角、不同開縫長度的情況下，Nu數(shù)和阻力系數(shù)f隨Re的變化規(guī)律3.2攻擊角對Nu數(shù)、阻力系數(shù)的影響從圖4中可以看出，在開縫長度相同、攻擊角不同的情況下，Nu數(shù)隨Re的增加而增加，阻力系數(shù)隨Re的增加而減小。開縫長度相同的情況下，增大攻擊角，Nu數(shù)有明顯的增加，但阻力系數(shù)的變化略有不同，開縫長度L=4mm時，攻擊角為300時阻力系數(shù)較其他兩種情況小，開縫長度L=5mm時，攻擊角為350時阻力系數(shù)較其他兩種情況小，開縫長度L=6mm時，阻力系數(shù)隨著攻擊角的增加有明顯的增加?？萍颊撐?，數(shù)值模擬。4 結(jié)論本文通過數(shù)值模擬的方法研究了高壁溫變密度情況下電阻制動帶內(nèi)周期性充分開展的層流流動，說明了不同Re、不同攻擊角、不同開縫長度對Nu數(shù)和阻力系數(shù)f的影響。科技論文，數(shù)值模擬。得出的結(jié)論為：開縫長度L=5mm，攻擊角=300是最優(yōu)參數(shù)，可獲得