In der Arbeit werden zunächst Grundlagen der numerischen Strömungssimulation und der Wärmeübertragung, die für das betrachtete Problem relevant sind, besprochen.
Im nächsten Abschnitt wird der Aufbau des Modells mit Gambit beschrieben, wobei dieser mit Fotos dokumentiert ist. In diesem Abschnitt befindet sich zusätzlich ein Exkurs zu den Netzen, mit welchen ein dreidimensionale Körper gemesht werden kann.
Das dritte Kapitel erklärt die getroffenen Einstelllungen der Simulationsberechnung in Fluent genaustens.
Im letzten Abschnitt werden die erhaltenen Ergebnisse der Simulation validiert.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Grundlagen der Wärmeübertragung
- Wärmeübertrager
- Numerische Strömungsberechnung
- Turbulenzmodelle
- Modellierung in GAMBIT
- Geometrieerstellung
- Netzerstellung
- Exkurs: Netztypen
- Vernetzung
- Randbedingungen in GAMBIT
- FLUENT
- Einstellungen für die Berechnung
- Auslesen der Ergebnisse
- Auswertung
- Ergebnisermittlung
- Vergleich von Simulation und berechneten Werten
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Projektarbeit untersucht den Wärmeübergang an einem Rohrrippenwärmeübertrager mithilfe eines Simulationsprogramms. Die Arbeit konzentriert sich auf die Bestimmung des Wärmeübertragungskoeffizienten, der entscheidende Aussagen über die Größe und Leistung des Wärmeübertragers ermöglicht. Neben der theoretischen Berechnung des Wärmeübertragungskoeffizienten, wird das Modell mit dem Programm „GAMBIT“ konstruiert und anschließend mit „FLUENT“ simuliert. Die erhaltenen Parameter werden ausgewertet und mit einer alternativen Rechnung verglichen. Die Arbeit strebt an, Tendenzen aufzuzeigen und Folgerungen aus der Simulation zu ziehen.
- Grundlagen der Wärmeübertragung und des Wärmeübertragertyps
- Numerische Strömungsberechnung und die Anwendung von CFD-Programmen
- Modellierung des Rohrrippenwärmeübertragers mit GAMBIT
- Simulation des Wärmeübertragers mit FLUENT
- Auswertung der Simulationsergebnisse und Vergleich mit theoretischen Berechnungen
Zusammenfassung der Kapitel
Das erste Kapitel legt die theoretischen Grundlagen für die Untersuchung des Wärmeübergangs am Rohrrippenwärmeübertrager. Es beleuchtet die Grundprinzipien der Wärmeübertragung und erläutert die Funktionsweise von Wärmeübertragern, insbesondere des Rippenrohrwärmeübertragers. Zudem wird eine Einführung in die numerische Strömungsberechnung und die Anwendung von CFD-Programmen gegeben. Im zweiten Kapitel wird die Konstruktion des Modells mit dem Programm „GAMBIT“ beschrieben, einschließlich der Erstellung der Geometrie und der Vernetzung des Modells. Besonderes Augenmerk wird auf die Definition von Randbedingungen gelegt, die für eine korrekte Simulation in FLUENT unerlässlich sind. Das dritte Kapitel beschreibt die Simulation des Modells in FLUENT. Hier werden die Einstellungen für die Berechnung, wie z.B. das Turbulenzmodell und die Randbedingungen für die Strömung, detailliert erläutert. Zudem wird das Auslesen der Ergebnisse aus der Simulation beschrieben. Das vierte Kapitel widmet sich der Auswertung der Simulationsergebnisse. Die Ergebnisse werden mit den theoretischen Berechnungen verglichen, die im ersten Kapitel vorgestellt wurden. Die Arbeit analysiert Abweichungen zwischen Simulation und Berechnung und zieht daraus Schlussfolgerungen für die Genauigkeit der Simulation und die Anwendung von CFD-Programmen in der Praxis.
Schlüsselwörter
Diese Arbeit behandelt die Themen Wärmeübertragung, Wärmeübertrager, Rohrrippenwärmeübertrager, numerische Strömungssimulation, CFD, GAMBIT, FLUENT, Wärmeübertragungskoeffizient, Reynoldszahl, Nusselt-Zahl, Prandtl-Zahl.
- Quote paper
- Andreas Koper (Author), 2012, Numerische Simulation eines durchströmten Rohrrippenbündels mit FLUENT, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/215919
