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Trasferimento di calore
Flusso laminare attraverso un tubo con potenza termica uniforme
Enunciato del problema: il flusso laminare 3D con trasferimento di calore è modellato in un tubo mediante il modulo Calore (Heat). Il fluido entra nel tubo a 300 K e viene riscaldato da una potenza termica uniforme impostata sulla parete del tubo.
à - Profilo di velocità completamente sviluppato a 300 K
Riferimenti: F.M. White, Fluid Mechanics. 3rd Edition. McGraw Hill Book Co. Inc., New York, NY, 1994.
Proprietà del fluido
Proprietà geometriche
Condizioni operative
Densità = 13529 kg/m3
Viscosità = 0.001523 Pa-s
Calore specifico = 139.3 J/kg-K
Conduttività = 8.54 W/m-K
R = 0.0025 m
L = 0.1 m
Entrata = Profilo di velocità completamente sviluppato a 300 K
Uscita = 101325 Pa
Փq = 5000 W/m2
Confronto dei risultati - Caduta di pressione e temperatura in uscita
Risultati
Soluzione analitica
Creo Flow Analysis
Errore percentuale
Caduta di pressione (Pa)
1
1.0054
0.54
Temperatura in uscita (K)
340
340.894
0.26
Convezione naturale in corona circolare concentrica
Enunciato del problema: la convezione naturale è modellata in una corona circolare concentrica mediante il modulo Calore (Heat). La parete interna della corona circolare concentrica presenta una temperatura di 50 K superiore rispetto alla parete esterna.
A = Piano di simmetria
Riferimenti: 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.
Proprietà del fluido
Proprietà geometriche
Condizioni operative
Densità = Aria o gas perfetto
Viscosità = 3.54822 x 10-5 Pa-s
Profilo alare RAE 2822
Angolo di incidenza = 2.31 gradi
Altezza galleria del vento = 72 m
Lunghezza galleria del vento = 96 m
R1 = 0.0178 m
T1 = 373
R2 = 0.04628 m
T2 = 327
Risultato - Contorni di temperatura
Confronto dei risultati - Distribuzione della temperatura lungo la parete di simmetria
Confronto dei risultati - Confronto con dati di imaging termico
Conduzione in un blocco solido composito
Enunciato del problema: la conduzione è modellata in un blocco solido composito costituito da due materiali mediante il modulo Calore (Heat). Il sistema è riscaldato da una potenza termica impostata sulla parete destra del blocco.
A = Parete adiabatica
M 1 = Materiale 1
Densità = 2719 kg/m3
Calore specifico = 871 J/kg-K
Conduttività termica = 75 W/m-K
Calore generato = 1.5*106 W/m3
M 2 = Materiale 2
Densità = 8978 kg/m3
Calore specifico = 381 J/kg-K
Conduttività termica = 150 W/m-K
Riferimenti: F.P. Incropera, D.P. Dewitt, Fundamentals of Heat and Mass Transfer. 5th Edition, p. 117, 2006.
Confronto dei risultati - Temperatura nel blocco composito
Conduzione transitoria in lastra semi-infinita
Enunciato del problema: una lastra semi-infinita viene riscaldata per 120 secondi da una potenza termica uniforme impostata sulla parete sinistra della lastra. La lastra viene misurata e le misurazioni vengono confrontate con la soluzione analitica.
S = Simmetria
A = Parete adiabatica
Riferimenti: F.P. Incropera, D.P. Dewitt, T.L. Bergman, A.S. Lavine, Introduction to Heat Transfer, 5th edition, Wiley and sons, 2007.
Proprietà del solido
Proprietà geometriche
Condizioni operative
Densità = 8995.64 kg/m3
Calore specifico = 381 J/kg-K
Conduttività = 401 W/m-K
L = 0.75 m
H = 0.1 m
Stato transitorio = 120 s
Փq = 3 x 105 W/m2
Temperatura iniziale = 293 K
Risultato - Contorni di temperatura
Confronto dei risultati - Aumento della temperatura lungo la lastra