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1、- 1 -冷热水混合器内的三维流动与换热问题冷热水混合器内的三维流动与换热问题问题描述：问题描述：冷水与热水分别自混合器的两侧沿水平切向方向流入，在容器内混 合后经过下部渐缩通道流入等径的出流管，最后流入大气，混合器简图见下图 所示。一利用一利用 gambit 建立混合器计算模型建立混合器计算模型步骤步骤 1：启动：启动gambit 并选定求解器（并选定求解器（fluent5/6）步骤步骤 2：创建混合器主体大圆柱：创建混合器主体大圆柱- 2 -图 1 圆柱体设置对话框 图 2 混合器主体步骤步骤 3：设置混合器的切向入流管设置混合器的切向入流管1. 创建小圆柱图 3 小圆柱设置对话框 图 4
2、 创建的小圆柱体及混合器主体 2 将入流管移到混合器中部的边缘- 3 -图 5 移动复制对话框 图 6 将入流管移到混合器主体的边缘上3将小入流管以 Z 轴为轴旋转 180 复制0- 4 -图 7 旋转复制对话框 图 8 将入流管旋转复制后的混合器步骤步骤 4：去：去掉小圆柱与大圆柱相交的多余部分，并将三个圆柱联接掉小圆柱与大圆柱相交的多余部分，并将三个圆柱联接成一个整体成一个整体图 9 体积列表框 图 10 合并体积后的混合器 步骤步骤 5：创建混合器下部的圆锥台创建混合器下部的圆锥台- 5 -图 11 锥台设置对话框 图 12 创建锥台后的混合器步骤步骤 6：创建出流小管：创建出流小管1创
3、建出流小圆管图 13 出流小管设置对话框 图 14 创建出流小管后的混合器2将其移动并与锥台相接- 6 -图 15 移动小出流圆管设置对话框 图 16 移动小出流圆管后的混合器步骤步骤 7 将混合器上部、渐缩部分和下部出流小管组合为一个整体将混合器上部、渐缩部分和下部出流小管组合为一个整体图 17 体积列表框 图 18 合并体积后的混合器步骤步骤 8：混合内区域划分网格混合内区域划分网格- 7 -图 19 网格设置对话框图 20 划分好的表面网格图步骤步骤 9 检查网格划分情况检查网格划分情况- 8 -图 21 网格检查设置对话框图 22 最差网格形状及其质量步骤步骤 10 设置边界类型设置边
4、界类型- 9 -图 23 边界类型设置对话框步骤步骤 11msh 文件的输出文件的输出二利用二利用 fluent3D 求解器进行求解求解器进行求解步骤步骤 1 启动启动 fluent 并选择求解器并选择求解器 3D步骤步骤 2 检查网格并定义长度单位检查网格并定义长度单位- 10 -1读入网格文件（下图为读入的图示）2确定单位长度为 cm- 11 -图 24 长度单位设置对话框 3.检查网格4.显示网格- 12 -图 25 显示网格设置对话框图 26 显示网格图步骤步骤 2 创建计算模型创建计算模型- 13 -1. 设置求解器图 27 求解器设置对话框2.启动能量方程图 28 能量方程设置对话
5、框2. 使用湍流模型k- 14 -图 29 湍流模型设置对话框步骤步骤 3 设置流体的材料属性设置流体的材料属性图 30 材料属性设置对话框- 15 -图 31 流体材料库对话框步骤步骤 4 设置边界条件设置边界条件图 32 边界条件设置对话框- 16 -1. 设置入口 1 的边界条件图 33 速度边界设置对话框2.设置入口 2 的边界条件图 34 速度入口 2 的设置对话框- 17 -2. 设置出流口的边界条件图 35 出口边界设置对话框步骤步骤 5：求解初始化：求解初始化图 36 初始化设置对话框- 18 -步骤步骤 6：设置监视器：设置监视器图 37 监视器设置对话框步骤步骤 7：保存：
6、保存 case 和和 data 文件文件步骤步骤 8：求解计算：求解计算图 38 迭代计算设置对话框- 19 -图 39 残差曲线图图 40 出口速度监控图三三 计算结果的后处理计算结果的后处理步骤步骤 1：创建等（坐标）值面：创建等（坐标）值面1. 创建一个 z=4cm 的平面，命名为 surf-1 2. 创建一个 x=0 的平面，命名为 surf-2- 20 -图 41 等值面设置对话框步骤步骤 2：绘制温度与压强分布图：绘制温度与压强分布图1. 绘制温度分布图图 42 水平面上的温度分布图2.绘制壁面上的温度分布- 21 -图 43 壁面上的温度分布图3.绘制垂直平面 surf-2 上的压力分布图 44 竖直面上的温度分布图步骤步骤 3：绘制速度矢量：绘制速度矢量1. 显示在 surf-1 上的速度矢量- 22 -图 45 水平面上的速度矢量图2.显示在 surf-2 上的速度矢量图图 46 竖直面上的速度矢量图
