微细金属丝在空气中自然对流换热的数值模拟

摘要

对外径分别39.9-350.1μm的微细金属丝水平放置在空气中时的自然对流换热进行了数值模拟.计算中采用二维不可压模型,对浮升力项采用Boussinesq假设进行处理。使用SIMPLER算法对二维N-S方程进行求解,对流项采用QUICK格式进行离散,并采用延迟修正法对离散后的高阶格式进行求解。将数值模拟得到的结果与经典关联式的预测值进行了比较。从数值模拟结果可知,随着微细金属丝直径的减小,表面自然对流换热系数在增大,而努谢尔特数Nu数则先减小后增大,数值计算结果与理论计算值的差别也在随着直径的减小而增大。这可能是由于尺度的缩小,使得微细金属丝的边缘效应加强,边界层变薄,从而强化了换热.