Cas de vérification des analyses thermiques
Transfert de chaleur d'une paroi composite
Enoncé du problème : la paroi d'un four est composée de deux couches : une de brique réfractaire, une de brique isolante. La température à l'intérieur du four est de 3000 F (Tf) et le coefficient de convection de la surface interne est de 3.333 x 10-3 BTU/s ft2 F (hf).
La température ambiante est de 80 F (Ta) et le coefficient de convection de la surface extérieure est de 5.556 x 10-4 BTU/s ft2 F (ha). Trouvez la distribution de température dans la paroi composite.
1. Couche interne :
Coefficient d'échange thermique : 3.333 x 10-3 BTU/s (ft2) (F)
Température ambiante (température à l'intérieur du four) : 3000 F
2. Couche externe :
Coefficient d'échange thermique : 5.556 x 10-4 BTU/s (ft2) (F)
Température ambiante : 80 F
Propriétés des matériaux | Propriétés géométriques |
|---|---|
Brique réfractaire : k = 2.222 x 10-4 BTU/s ft F Brique isolante : k = 2.778 x 10-5 BTU/s ft F | Section = 1 po x 1 po Epaisseur de brique réfractaire = 9 po Epaisseur de paroi isolante = 5 po |
Comparaison des résultats avec le curseur de qualité de simulation à sa position par défaut
Résultats | Cible | Creo Simulate | Ansys Discovery Live | Creo Simulation Live | Pourcentage d'erreur |
|---|---|---|---|---|---|
Température minimale (F) | 336 | 336.64 | 322.0 | 321.19 | 4.41 |
Température maximale (F) | 2957 | 2597.17 | 2959.7 | 2959.78 | 0.09 |
Comparaison des résultats pour Creo Ansys Simulation (maillage par défaut)
Résultats | Cible | Ansys AIM | Creo Ansys Simulation | Pourcentage d'erreur |
|---|---|---|---|---|
Température minimale (F) | 336 | 336.69 | 336.64 | 0.19 |
Température maximale (F) | 2957 | 2957.2 | 2957.17 | 0.01 |
Conduction d'un bloc composite solide
Enoncé du problème : prenez la conduction de chaleur d'une paroi composée de deux matériaux. Le matériau 1 a une source de chaleur uniforme égale à 6000 watts appliquée à la surface extérieure, tandis que le matériau 2 a une surface extérieure exposée au refroidissement par convection. Calculez la température de la surface adiabatique sur le côté gauche du domaine.
Références : F.P. Incropera, D.P. Dewitt. Fundamentals of Heat and Mass Transfer. 5th Edition, pg.117, 2006.
Propriétés des matériaux | Propriétés géométriques | Chargement |
|---|---|---|
Matière 1 : conductivité = 75 W/m-K Matière 2 : conductivité = 150 W/m-K | Cotes du bloc : 70 mm x 80 mm Matière 1= 50 mm Matière 2 = 20 mm Epaisseur = 1000 mm | Surface gauche : flux de chaleur = 6000 W Surface droite : coefficient de transfert thermique = 1000 W/m2 K et température ambiante de fluide = 30 C Toutes les autres surfaces sont adiabatiques. |
Comparaison des résultats avec le curseur de qualité de simulation à sa position par défaut
Résultats | Cible | Creo Simulate | Ansys Discovery Live | Creo Simulation Live | Pourcentage d'erreur |
|---|---|---|---|---|---|
Température de la surface adiabatique sur le côté à l'extrême gauche, en degrés Celsius | 165 | 165 | 161.1 | 159.77 | 3.17 |
Comparaison des résultats pour Creo Ansys Simulation (maillage par défaut)
Résultats | Cible | Ansys AIM | Creo Ansys Simulation | Pourcentage d'erreur |
|---|---|---|---|---|
Température de la surface adiabatique sur le côté à l'extrême gauche, en degrés Celsius | 165 | 165.06 | 165.07 | 0.04 |
Transfert de chaleur par une colonne de refroidissement
Enoncé du problème : une colonne de refroidissement en acier de section A et de longueur L s'étend d'une paroi conservée à une température T w. Le coefficient de convection de la surface entre la colonne et l'air ambiant est représenté par h, la température de l'air par T a et le bout de la colonne est isolée. Trouvez la chaleur conduite par la colonne et la température du bout.
Des conditions de convection sont appliquées aux 4 surfaces longitudinales.
Références : F. Kreith, "Principles of Heat Transfer", 2nd Printing, International Textbook Co.,Scranton, PA, 1959, pg. 143, ex. 4-5
Propriétés des matériaux | Propriétés géométriques | Chargement |
|---|---|---|
K = 9.71x10-3 BTU/s-ft-F | Section = 1.2 po x 1.2 po L = 8 po | T w = 100 F T a = 0 F H = 2.778x10-4 BTU/s-ft2-F |
Comparaison des résultats avec le curseur de qualité de simulation à sa position par défaut
Résultats | Cible | Creo Simulate | Ansys Discovery Live | Creo Simulation Live | Pourcentage d'erreur |
|---|---|---|---|---|---|
Température de pointe, en degrés Fahrenheit | 79.0344 | 78.96 | 78.893 | 78.890 | 0,18 |
Comparaison des résultats pour Creo Ansys Simulation (maillage par défaut)
Résultats | Cible | Ansys AIM | Creo Ansys Simulation | Pourcentage d'erreur |
|---|---|---|---|---|
Température de pointe, en degrés Fahrenheit | 79.0344 | 78.966 | 78.966 | 0.09 |