燃气灶热效率计算

zq198823 · 发表于 2012-11-5 19:47:46

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家用燃气灶采用数值模拟进行模拟，可是不知道该怎么计算其热效率，实际的热效率计算很简单就是水的吸收热与燃气的燃烧热的比值，但是怎么从模拟的结果中计算其热效率。求高手赐教，十分着急。
下图是温度场分布。

zq198823 · 发表于 2012-11-5 20:04:14

对于家用燃气灶进行数值模拟，从上面的温度分布可以看得出其模拟采用非稳态计算，可是才算了30S不到，可是底部的温度已经很高了，火焰的温度也很高（虽然甲烷完全燃烧的火焰温度有2000多摄氏度）（我也加入的DO辐射模型，我也不知道为啥会这么高，是什么原因造成的，求赐教？）始我打算采用温度的平均，看到底有多少的温升，可是平均下来有90多度，这和实际差的有点多哈，实际情况下5KG的水，从25度到55度还要5MIN呢，可是这模拟也太快了吧，所以我认为是由于锅的壁面的温度太高了，所以靠近锅壁（画的时候只是面，计算的时候去1mm的厚度）处的水温很高，所以导致总的平均温度升高，故我想采用焓的变化去算，可是我不知道该怎么去，是去显焓呢还是其他的？以及报告的方式是什么，是体积加权平均、还是质量加权平均还是什么，我都不清楚，我是新手，求算过这方面（fluent中热效率的计算）的高手赐教，小弟感谢涕零！

uesoft · 发表于 2012-11-11 08:22:39

小伙子是1988年的？哪个公司的，真的太牛了。我也在研究燃气灶和燃气热水器以及燃气内燃机。我有下面的课题需要帮助，希望加强合作。uesoft@163.com,qq1326652418.
1，红外线燃气灶模拟，因为热效率更高，加热速度更快。
2，燃气灶、热水器Fluent和Matlab仿真，包括其控制系统。
3，变频燃气热水器控制器开发。

zq198823 · 发表于 2012-11-12 13:10:02

看来我的名字暴露了我的年龄哈，呵呵！看来你也研究这方面，那我们的好好交流交流哈！

aaa-1234 · 发表于 2012-11-23 13:53:22

如果你要计算热效率的话，是否需要锅中的水需要计算在里面。因为热效率应该是水得到的热 / 燃气燃烧产生的热。

如果加入水的话，你这个课题就会有一些技术含量了。

zq198823 · 发表于 2012-11-24 08:34:06

呵呵，谢谢你的回复，我的这个课题需要加入水，不然计算不了热效率。不过现在面临着温度提升过快的问题，就是说是能量的问题，但是能量残差是10-8了，不知道为什么，是什么原因造成燃气至烧了那么多，可是水却升的那么快，这似乎不太可能哈，这额外的能量又是从你那里来呢？望各个大神给予指点！

uesoft · 发表于 2012-11-25 21:16:06

我不懂。是否没有考虑周围空气的对流和吸热？

aaa-1234 · 发表于 2012-11-26 08:07:55

原帖由 zq198823 于 2012-11-24 08:34 发表

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呵呵，谢谢你的回复，我的这个课题需要加入水，不然计算不了热效率。不过现在面临着温度提升过快的问题，就是说是能量的问题，但是能量残差是10-8了，不知道为什么，是什么原因造成燃气至烧了那么多，可是水却升的那 ...

如果加入了水的话，你采用什么模型？多相流模型还是其他？水的区域是封闭的还是敞开的？
这是一个非典型的多相流和热耦合的问题，如果模型设置有问题的话，是计算不到你要的结果的。

zq198823 · 发表于 2012-11-26 08:50:15

考虑了周围空气的对流吸热和辐射换热的！

zq198823 · 发表于 2012-11-26 08:58:36

水是在边界条件中设置锅中一个区域固定值为1，使其温度为300k，至于你说的多相流，就没有考虑了，要是考虑多相流，太复杂了，再说我就把水加热到60-70度就好，可以认为都是液态水，不产生蒸汽，并且锅是敞开的，我试过封闭的，计算会出现很大的问题，所以封闭的行不通的。之前我用的是壳体传热模型发现了在锅的两侧（靠近水的那面和靠近火的那面），水的那侧温度很高，造成锅的底层水的温度超过100了，而且水温升的很快，所以我现在就把锅的温度设定为固定的值（100度），貌似还是不怎么行，水的温度还是升的很快，哎，纳闷哈！望大神门给与指点！

uesoft · 发表于 2012-11-27 10:51:16

我觉得应该考虑水的多相流。因为只要超过空气的露点温度，水就会蒸发到空气中，就会吸热，这样水中的每一点温度其实都是不同的。我不懂Fluent，若错了请谅解。

zq198823 · 发表于 2012-11-28 09:59:43

你说的没有错，实际过程中水在加热的过程中有水蒸气生成，这不是为了简化计算，那部分蒸汽或略了，毕竟蒸汽不多，因为水温毕竟只有60左右嘛。

aaa-1234 · 发表于 2012-11-28 10:05:33

液态水有加到species中吗？
你说：锅如果封闭，计算会出现很大的问题，是怎样的问题，计算发散吗？

zq198823 · 发表于 2012-11-29 09:02:04

有加入，出现的问题就是：
1.残差值很大，连续性残差值都是在1以上，其他的也不下降
2.速度分布很混乱，而且数值都很大，都在10e+3以上，也不知道怎么回事
3.都是把盖子改为内面时就不存在这些问题了。所以我认为不能做封闭。

aaa-1234 · 发表于 2012-11-29 11:12:31

如果可以的话，cas发给我，我帮你看看，但我不保证解决你的问题。
我的邮箱aaa-1234@163.com

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