Cilj magistskega dela je izvedba študije enofaznega toka tekočine skozi sredico modularne testne zanke MOTEL (ang. »Modular Test Loop«), ki je bila zasnovana in razvita na Tehnični univerzi Lappenranta-Lahti (LUT) na finskem. Študija je bila izvedena z uporabo metod računalniške dinamike tekočin v programskem okolju ANSYS Fluent. Obravnavali smo tri različne porazdelitve toplotnega toka znotraj sredice: petstopenjsko kosinusno porazdelitev, ki ustreza realnemu stanju, ter homogeno in kosinusno porazdelitev. Pri tem smo primerjali vpliv porazdelitve moči na različne parametre toka, kot so temperatura, gostota in hitrostno polje. Ustreznost uporabljene prostorske diskretizacije smo utemeljili s primerjavo rezultatov simulacij istega primera na dveh različno gostih računskih mrežah. Temperaturno in hitrostno polje toka skozi sredico zanke MOTEL smo opazovali na dveh navpičnih ravninah v sredini obravnavane geometrije. Podrobneje smo analizirali temperaturno in hitrostno porazdelitev ter porazdelitev turbulentne kinetične energije na stenah štirih instrumentacijskih palic. V primeru s kosinusno porazdelitvijo toplotne moči je bil prenos toplote najboljši, saj je bila razlika med povprečno in najvišjo temperaturo najmanjša. Najnižje fluktuacije temperature, hitrosti in turbulentne kinetične energije so bile ob steni instrumentacijske palice 1, ki je najbližje osi sredice. Pri simulacijah primera s toplotno močjo 990 kW in petstopenjsko kosinusno porazdelivijo moči, smo opazili pomembnejše razlike v rezultatih med simulacijami izvedenimi s tubulentnim modelom prenosa strižnih napetosti k-ω (ang. »Shear-Stress Transport (SST) k-ω model«) in modelom k-ϵ. To je posledica omejitev modela k-ϵ povezanih s popisom toka blizu stene in modeliranjem naravne konvekcije.
|
