熱伝達
一様の熱流束でパイプを通る層流
問題文: 熱モジュールを使用して、パイプ内の熱伝達がある 3D 層流がモデリングされています。流体は 300 K でパイプに入り、パイプの壁に設定されている一様の熱流束によって加熱されます。
à - 十分に発達した速度プロファイル (300 K)
References: F.M. White. Fluid Mechanics. 3rd Edition. McGraw Hill Book Co. Inc., New York, NY, 1994.
流体の特性 | 幾何特性 | 作業条件 |
|---|---|---|
密度 = 13529 kg/m3 粘度 = 0.001523 Pa-s 比熱 = 139.3 J/kg-K 熱伝導率 = 8.54 W/m-K | R = 0.0025 m L = 0.1 m | 入口 = 十分に発達した速度プロファイル (300 K) 出口 = 101325 Pa Փq = 5000 W/m2 |
結果の比較 - 圧力低下と出口温度
結果 | 解析 | Creo Flow Analysis | 誤差 (パーセント) |
|---|---|---|---|
圧力低下 (Pa) | 1 | 1.0054 | 0.54 |
出口温度 (K) | 340 | 340.894 | 0.26 |
同心円環での自然対流
問題文: 熱モジュールを使用して、同心円環内の自然対流がモデリングされています。同心円環の内壁は外壁よりも 50 K 暖かい状態です。
A = 対称平面
出典: 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.
流体の特性 | 幾何特性 | 作業条件 |
|---|---|---|
密度 = 理想気体 (空気) 粘度 = 3.54822 x 10-5 Pa-s | RAE 2822 翼断面 AoA = 2.31 deg 風洞高さ = 72 m 風洞長さ = 96 m | R1 = 0.0178 m T1 = 373 R2 = 0.04628 m T2 = 327 |
結果 - 温度コンター
結果の比較 - 対称壁における温度分布
結果の比較 - 赤外線画像データとの比較
複合ソリッドブロックでの熱伝導
問題文: 熱モジュールを使用して、2 つの材料から成る複合ソリッドブロック内の熱伝導がモデリングされています。ブロックの右側の壁に設定されている熱流束によってシステムが加熱されます。
• A = 断熱壁
• M 1 = 材料 1
◦ 密度 = 2719 kg/m3
◦ 比熱 = 871 J/kg-K
◦ 熱伝導率 = 75 W/m-K
◦ 発生熱 = 1.5*106W/m3
• M 2 = 材料 2
◦ 密度 = 8978 kg/m3
◦ 比熱 = 381 J/kg-K
◦ 熱伝導率 = 150 W/m-K
出典: F.P. Incropera, D.P. Dewitt.Fundamentals of Heat and Mass Transfer. 5th Edition, pg. 117, 2006.
結果の比較 - 複合ブロックにおける温度
半無限スラブでの非定常熱伝導
問題文: 半無限スラブがスラブの左側の壁に設定されている一様の熱流束によって 120 秒間加熱されます。スラブを測定し、測定値を解析解と比較します。
• S = 対称
• A = 断熱壁
出典: F.P. Incropera, D.P. Dewitt, T.L. Bergman, A.S. Lavine, Introduction to Heat Transfer, 5th edition, Wiley and sons, 2007.
ソリッドの特性 | 幾何特性 | 作業条件 |
|---|---|---|
密度 = 8995.64 kg/m3 比熱 = 381 J/kg-K 熱伝導率 = 401 W/m-K | L = 0.75 m H = 0.1 m | 過渡時間 = 120 s Փq = 3 x 105 W/m2 初期温度 = 293 K |
結果 - 温度コンター
結果の比較 - スラブにおける温度上昇
