目的:在地源热泵的Fluent模拟中,用UDF实现外加热泵机组的循环。也就是说,进口温度并不是固定的,而是通过出口温度计算得到入口温度的数值。
首先感谢硫酸_亚铜大佬最开始的UDF代码,他实现的是将出口温度赋值给入口温度,实现模拟的循环。而Luminous对程序做了调试,并附加中文使得大家更容易理解。
Luminous的文章链接:https://zhuanlan.zhihu.com/p/151757332
程序中的点睛之笔DEFINE_EXECUTE_AT_END在非稳态中每个时间步长迭代之后计算出出口温度。
接下来是结果的展示:
入口温度等与上一时刻的出口温度
而地源热泵是需要与热泵连接,实现做功的循环。Fluent UDF实现的不是将出口温度赋值给入口温度,而是需要通过计算进口和出口的温差,来得到进口的温度。
Q=cm Δt 是地源热泵对外做功的公式,其中Q是地下取热量,温差Δt则通过Δt=Q/cm计算得到。中深层地源热泵是在地下取热的,进口温度要比出口温度低,所以 Tin=Tout−Δt
在上述循环之后,首先计算出进出口之间的温差(F_UDMI(f,thread_in,0) = avg_T+Q/c/m)。并使用宏文件DEFINE_PROFILE添加了语句:F_PROFILE(f,t,index)=F_UDMI(f,t,0),成功将此温度赋值给入口温度。接下来给大家展示一下我所实现功能:
图2、由进口温度计算得到出口温度
其中:Δt=Q/cm=20/(4.183*4)=1.195(数据是我自己给定的)
当然,这是地源热泵单管UDF,在后续的研究中我成功编写了两根管、四根管和九根管等多管的UDF,这部分程序是根据自适应负荷(假定地下埋管区域的各个埋管进口水温相等,各个埋管实时承担的换热负荷是由当时所处的换热条件来决定的,所有埋管所需承担的换热负荷相加就是地埋管换热器总换热负荷)实现的。也就是各管进口温度是一样的,出口温度是通过不同的地质条件决定的,将循环水混合再通过热泵机组得到统一的进口水温。
大家如果想交流该UDF,可以私信,或者在评论区留言大家一块交流。