Transferência térmica
Fluxo laminar por meio de um tubo com fluxo de calor uniforme
Enunciado de problema: Fluxo laminar 3D com transferência de calor é modelado em um tubo usando o módulo de calor. O fluido entra no tubo em 300 K e é aquecido por um fluxo de calor uniforme definido na parede do tubo.
à — perfil de velocidade totalmente desenvolvido em 300 K
Referências: F.M. White. Fluid Mechanics. 3rd Edition. McGraw Hill Book Co. Inc., New York, NY, 1994.
Propriedades de fluido | Propriedades geométricas | Condições de trabalho |
|---|---|---|
Densidade = 13529 kg/m3 Viscosidade = 0,001523 Pa-s Calor específico = 139,3 J/kg-K Condutividade = 8,54 W/m-K | R = 0,0025 m L = 0,1 m | Entrada = perfil de velocidade totalmente desenvolvido em 300 K Saída = 101325 Pa Փq = 5000 W/m2 |
Comparação de resultados — Queda de pressão e temperatura de saída
Resultados | Analítico | Análise de fluxo do Creo | Porcentagem de erro |
|---|---|---|---|
Queda de pressão (Pa) | 1 | 1,0054 | 0,54 |
Temperatura de saída (K) | 340 | 340.894 | 0,26 |
Convecção natural em uma coroa circular concêntrica
Instrução do problema: a convecção natural é modelada em uma coroa circular concêntrica usando o módulo de calor. A parede interna da coroa circular concêntrica é 50 K mais quente que a parede exterior.
A = plano de simetria
Referências: T.H. Kuehn, R.J. Goldstein, “An Experimental Study of Natural Convection Heat Transfer in Concentric and Eccentric Horizontal Cylindrical Annuli”, Journal of Heat Transfer, Vol 100, pp. 635-640, 1978.
Propriedades de fluido | Propriedades geométricas | Condições de trabalho |
|---|---|---|
Densidade = gás ideal ou ar Viscosidade = 3.54822 x 10-5 Pa-s | Aerofólio RAE 2822 AoA = 2.31 graus Altura do túnel de vento = 72 m Comprimento do túnel de vento = 96 m | R1 = 0.0178 m T1 = 373 R2 = 0.04628 m T2 = 327 |
Resultados — Contornos de temperatura
Comparação de resultados – distribuição de temperatura ao longo da parede de simetria
Comparação de resultados – comparação com os dados da imagem térmica
Condução em um bloco sólido composto
Afirmação do problema: a condução é modelada em um bloco sólido composto feito de dois materiais usando o módulo de calor. Um fluxo de calor definido na parede direita do bloco aquece o sistema.
• A = parede de adiabática
• M 1 = material 1
◦ Densidade = 2719 kg/m3
◦ Calor específico = 871 J/kg-K
◦ Condutividade térmica = 75 W/m-K
◦ Calor gerado = 1,5*106W/m3
• M 2 = material 2
◦ Densidade = 8978 kg/m3
◦ Calor específico = 381 J/kg-K
◦ Condutividade térmica = 150 W/m-K
Referências: F.P. Incropera, D.P. Dewitt.Fundamentals of Heat and Mass Transfer. 5th Edition, pg. 117, 2006.
Comparação de resultados — Temperatura no bloco composto
Condução transiente em uma placa semi-infinita
Enunciado de problema: Uma placa semi-infinita é aquecida por 120 segundos com um fluxo de calor uniforme definido na parede esquerda da placa. A placa é medida e as medidas são comparadas com a solução analítica.
• S = simetria
• A = parede de adiabática
Referências: F.P. Incropera, D.P. Dewitt, T.L. Bergman, A.S. Lavine, Introduction to Heat Transfer, 5th edition, Wiley and sons, 2007.
Propriedades sólidas | Propriedades geométricas | Condições de trabalho |
|---|---|---|
Densidade = 8995,64 kg/m3 Calor específico = 381 J/kg-K Condutividade = 401 W/m-K | L = 0,75 m H = 0,1 m | Transiente = 120 s Փq = 3 x 105 W/m2 Temperatura inicial = 293 K |
Resultados — Contornos de temperatura
Comparação de resultados – elevação de temperatura através da placa
