如何在煙氣流動模擬中表面上的輻射和對流

作者：消防安全評估設(shè)備
發(fā)布時間：2021-08-09 06:51:04
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如何在煙氣流動模擬中表面上的輻射和對流

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)安全計算分析軟件、煙氣流動模擬分析軟件（CFD）、PyroSim煙氣流動模擬分析軟件、消防安全評估軟件

一、簡介：

FDS 模型中的每個固體表面都定義了對流和輻射熱通量邊界條件?？赡懿皇呛苊黠@的是，每個術(shù)語總是在計算，有時使用用戶可能沒有明確指定的默認參數(shù)。

對流傳熱通量由下式給出：

對流傳熱通量

其中默認的對流傳熱系數(shù)h基于自然和強制對流相關(guān)性的組合， T_g是氣體溫度，并且T_w是壁溫。通常用戶不會修改對流傳熱模型h，但用戶負責如何Tw將被計算為固定溫度或作為熱傳導(dǎo)到固體的一部分。消防評估軟件

熱輻射通量在概念上更為復(fù)雜。如果假設(shè)來自周圍氣體的熱輻射被固體障礙物表面的無限薄層吸收，則凈輻射熱通量是傳入和傳出分量的總和：

凈輻射熱通量

入射輻射是輻射強度和幾何形狀的函數(shù)，而出射輻射由下式給出：

傳出輻射熱通量

其中是發(fā)射率，是 Stefan-Boltzmann 常數(shù)，壁溫升至四次方。用戶通常只會指定發(fā)射率，并再次負責計算壁溫的方式。

FDS提供了一些默認表面（惰性，絕熱，和OPEN）和PyroSim試圖幫助通過進一步歸類表面類型（用戶燃燒器，加熱器/冷卻器，供應(yīng)，排氣，并分層）。下面的圖 1總結(jié)了每個表面如何處理對流和輻射傳熱。http://pg.xfjcyq.com/

doc scrn radconv 傳熱面型匯總

圖 1. 表面類型匯總

二、例子

下面是一個示例，可以練習上述大部分選項。右側(cè)有一個供氣口，溫度為50.0 C。在底部，加熱器500 C通過對流和輻射提供熱量。在左側(cè)，部分空氣被排出，表面溫度值為20 C。頂部是OPEN，正面和背面是INERT。速度矢量如圖 3所示。

圖 2. 表面測試

圖 3. 速度向量

計算出的熱通量與上述討論一致，全部表面上都有對流和輻射分量。圖 4顯示了加熱器的輻射通量（輻射到外殼中），圖 5顯示了排氣的輻射通量（輻射從外殼中帶走了熱量）。

圖 4. 加熱器輻射通量

結(jié)果圖 radconv 排氣輻射通量

圖 5. 排氣輻射通量

在頂部OPEN表面，我們看到左側(cè)（流動離開模型的地方）對流熱通量為零，如圖 6所示，而在右側(cè)（流動大部分與表面相切）對流熱通量顯著，如圖 7所示。

結(jié)果圖 radconv 左上角 conv 通量

圖 6. 左上角對流熱通量

圖 7. 右上對流熱通量

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