Примеры проверки для тепловых исследований - Creo Simulation Live
Теплопередача в составной стенке
Постановка задачи: стенка печи состоит из двух слоев: огнеупорный кирпич и изоляционный кирпич. Температура внутри печи: 3000 F (Tf), а коэффициент конвекции внутренней поверхности имеет вид 3.333 x 10-3 БТЕ/с фут2 F (hf).
Температура окружающей среды: 80 F (Ta), а коэффициент конвекции внешней поверхности имеет вид 5.556 x 10-4 БТЕ/с фут2 F(ha). Ищем распределение температуры в составной стенке.
1. Внутренний слой:
Коэффициент оболочки: 3.333 x 10-3 БТЕ/с (ft2)(F)
Температура окружающей среды (температура в печи): 3000 F
2. Внешний слой:
Коэффициент конвекции: 5.556 x 10-4 BTU/s ft2 (F).
Температура окружающей среды: 80 F
Свойства материала | Геометрические свойства |
Огнеупорный кирпич: k = 2.222 x 10-4 БТЕ/с фут F Изоляция: k = 2.778 x 10-5 БТЕ/с фут F | Поперечное сечение = 1 x 1 дюйм Толщина огнеупорного кирпича = 9 дюймов Толщина изоляционной стенки = 5 дюймов |
Сравнение результатов - ползунок качества моделирования в позиции по умолчанию
Результаты | Цель | Creo Simulate | ANSYS Discovery Live | Creo Simulation Live | Ошибка в процентах |
Минимальная температура (F) | 336 | 336.64 | 341.63 | 341.6 | 1.67 |
Максимальная температура (F) | 2957 | 2597.17 | 2956.5 | 2956.5 | 0.02 |
Теплопроводность в составном твердотельном блоке
Постановка задачи: рассмотрим теплопроводность в составной стенке, сформированной из двух материалов. Материал 1 имеет универсальный источник тепла мощностью 6000 Ватт, приложенный к наружной поверхности, а у материала 2 наружная поверхность подвергается конвективному охлаждению. Рассчитываем температуру адиабатической поверхности на левой стороне домена.
Ссылка: F.P. Incropera, D.P. Dewitt. Fundamentals of Heat and Mass Transfer. 5th Edition, стр.117, 2006.
Свойства материала | Геометрические свойства | Нагружение |
Материал 1: теплопроводность = 75 Вт/м∙К Материал 2: теплопроводность = 150 Вт/м∙К | Размеры блока: 70 мм X 80 мм Материал 1 = 50 мм Материал 2 = 20 мм Толщина = 1000 мм | Левая поверхность: теплопередача = 6000 Вт Правая поверхность: коэффициент теплопередачи = 1000 Вт/м2 K и температура окружающей жидкости = 30 C Все другие поверхности являются адиабатическими. |
Сравнение результатов - ползунок качества моделирования в позиции по умолчанию
Результаты | Цель | Creo Simulate | ANSYS Discovery Live | Creo Simulation Live | Ошибка в процентах |
Температура адиабатической поверхности на крайней левой стороне, в градусах Цельсия | 165 | 165 | 164.2 | 164.2 | 0.48 |
Теплопередача от охлаждающейся основы
Постановка задачи: стальная охлаждающая основа области поперечного сечения A с длиной L распространяется от стенки, которая поддерживается при температуре Tw. Коэффициент конвекции поверхности между основой и окружающим воздухом - h, температура воздуха - Ta, а окончание основы изолировано. Ищем тепло, передаваемое основой? и температуру окончания.
Условия конвекции применяются ко всем 4 продольным поверхностям.
Ссылка: F. Kreith, "Principles of Heat Transfer", 2nd Printing, International Textbook Co.,Scranton, PA, 1959, стр. 143, пример 4-5
Свойства материала | Геометрические свойства | Нагружение |
K = 9.71x10-3БТЕ/с-фут-F | Сечение = 1.2 дюйма x 1.2 дюйма L = 8 дюймов | Tw = 100 F Ta = 0 F H = 2.778x10-4 БТЕ/с-фут2-F |
Сравнение результатов - ползунок качества моделирования в позиции по умолчанию
Результаты | Цель | Creo Simulate | ANSYS Discovery Live | Creo Simulation Live | Ошибка в процентах |
Температура наконечника, в градусах Фаренгейта | 79.0344 | 78.96 | 79.22 | 79.5 | 0.59 |