.238 北京科技大学学报 1994年No.3 axt)=qx(/(T-T) Wm2℃ Nuxe=xxe·b/i 产0 w/m2℃ Nu=i·b/ 3计算结果及讨论 本文对不同尺寸等温竖直加热条，在与环境不同温差下自然对流换热作了数值模拟，根 据加热条的高宽比，将加热条分为竖窄条、横窄条及小块，由于竖窄条与横窄条为小块的特 殊情况，在此只介绍小块的数值模拟结果，详细情况可见文献[4)].小块的工况参数（见图 1)为：L×b=10mm×10mm,20mm×10mm,30mm×10mm,50mm×10mm,10mm×20mm, 10mm×30mm;温差△T=97℃，47℃；按实验资料取H=180mm,B=100mm.计算采用11mm ×18mm×11mm的均匀网格，在286计算机上计算一例所需最大机时为60minm. 3.1小尺寸物体自然对流换热的速度场与温度场 不同尺寸小块在：平面上主流方向速度（即速度分量）随x的增加而加大，月随温度 的升高而增加，各z平面上的速度分布相同·小块 的宽度对速度分量u与z方向速度分量w的影响， 1.0 3-L=20m :/b=0 2-L10mmb=20mn:/b=0.3 块的宽度愈小速度梯度愈大，与二维流动一样，小 0.85 块附面层内也存在速度的最大值，块的宽度越小，速 0.6 度最大值增大，由于速度分量w很小，相比于速度分 0.4 量4而言w可忽略，因此，合速度的变化规律与分 速度u的相一致. 02 0.0 图2示出宽度对温度分布的影响，块的宽度越 0.0 2.0 4.0 6.0 小，温度梯度越大.自然对流附面层外的流体是静止 的，即其速度为零，于是自速度分布得到不同宽度 图2宽度对温度分布的影响 Fig.2 The effect of width upon temperature 小块自附面层厚度y。即 distribution y。=1max(vL/4.)2(x/L)4 (20) 式中，”是按满足解收敛所可以取的渐近边界确定的，经多次重复计算，与二维流情况一 样，取nm=7.0 2.9 1.9 1.0 0.05 d 19.718.417.115.814.413.111.810.59.27.96.65.34.0 图3xy断面的流场图像 Fig.3 Flow pattern in xy plane,scale 1:0.001 Gr=7.411x 10北 京 科 技 大 学 学 报 少抖 年 “ 二 习 二 兀 一 几 ， “ 、 ‘ · 又 ℃ 厂 “ ， 、 」 了 。 厌 · 气义 ， ‘ 了 · 又 ’ ℃ 计算结果及讨论 本文 对不 同尺 寸 等温 竖直 加 热条 ， 在 与环境不 同温差下 自然 对流换热作 了数值模 拟 根 据加 热条 的高 宽 比 ， 将加 热条分 为竖 窄条 、 横窄条及小 块 由于 竖窄条 与横 窄条 为小 块 的特 殊情 况 ， 在 此 只介 绍小 块 的数值模 拟 结果 ， 详 细 情 况 可 见 文 献 【 小 块 的工 况 参 数 见 图 为 刀匡 注 ， ， ， ， 们匡 ， 温 差 △ ℃ ， ℃ 按 实验 资料 ‘ 〕取 工 计算采用 的均 匀 网格 ， 在 计算机上计算一例所需最大机 时为 小尺 寸物体 自然对流换热 的速度场 与温度场 不 同尺 寸小块在 平 面上 主流方 向速 度 即速 度 分 量 的 随 的 增 加 而 加 大 ， 日 随 温 度 的升高而增加 ， 各 平 面上 的速度分布相 同 小块 的宽 度 对速 度 分 量 与 方 向速 度分量 的影 响 ， 块 的宽度愈小速 度梯度愈大 ， 与二 维流动一样 ， 小 块 附面层 内也存在速度 的最大值 ， 块 的宽度越小 ， 速 度最大 值增 大 由于 速度 分量 很小 ， 相 比于 速度分 量 而 言 可 忽 略 ， 因此 ， 合速度 的变化规律与分 速度 的相 一致 图 示 出宽度对温 度分布的影 响 块 的宽度越 小 ， 温度梯度越大 自然对流 附面层外的流体是静止 的 即芥呼譬生多 贡是 自速度分布得 到不 同宽度 小块 自附面层 厚度 。 即 畏 夕 。 叮 ’ ’ ’ ‘ 式 中 ， 叮 是 按满足解 收敛 所 可 以取 白翎斩近边界确定 的 ， 样 ， 取 叮 火 卜、 ︶卜︵绪必、 宽度对温度分布的影响 衍 姗 山 经多次重复计算 ， 与二 维流 情 况 一 赣暴圈 断面 的瘾流场 图像 夕巍 瑰 · 夕 ， · ‘