Các mô hình truyền nhiệt chính trong ansys

figure

Chương trình ANSYS® nghiên cứu chủ yếu ba mô hình của truyền nhiệt là: dẫn nhiệt {conduction), sự đối lưu (convection) và bức xạ(radỉation).

Sự dẫn nhiệt (conduction).


Sự dẫn nhiệt là sự chuyển đổi năng lượng từ một vật hay một phần này sang một vật hay một phần khác.


 

Qn : Tốc độ dẫn nhiệt {heat flow rate), nhiệt lượng/đơn vị thời gian (hướng n) k : Nhiệt dẫn (thermal conductivity).

A : Diện tích bề mặt.

T : Nhiệt độ.

Sự đốì lưu {convection).
11Capture
Tôc độ đối lưu được xác định theo định luật của Newton (Newton’s Law).
0Capture

 

q = hA(Ts-TB)

: Tốc độ đối lưu {heat flow rate), (nhiệt lượng/đơn vị thời gian).

h

: Hệ số truyền nhiệt (heat transfer coefficient).

A

: Diện tích của bề mặt

Ts

: Nhiệt độ bề mặt của vật

TB

: Nhiệt độ lớp biên {thermal boundary layer).

 

 

Lưu chất

Hình 9.3

Cần chú ý các dạng đối lưu đặc biệt như tải trọng bề mặt dẫn trong các phần tử rắn hoặc phần tử vỏ, (chú ý đến film coefficient và bulk fluid temperature at a surface).

Dùng mô hình phần tử hữu hạn cho phần tử thanh {bar elements) dẫn nhiệt, nơi không cho phép dẫn nhiệt bề mặtế

Có thể dùng phần tử FLOTRAN CFD để mô phỏng chi tiết quá trình đôi lưu như là: vận tốc của lưu chất, giá trị cục bộ của film coefficient, thông lượng nhiệt {heat flux) và sự phân bố của trường nhiệt độ.

Bức xạ (radiation).

Theo luật của Stefan-Boltzman {Stefan-Boltzman Law):

3Capture

: Tốc độ bức xạ {heatflow rate).

: Độ bức xạ (emissivity).

: Hằng số Stefan-Boltzman.

: Diện tích bề mặt 1.

Hệ số (chuyển từ bề mặt 1 sang mặt 2). : Nhiệt độ tuyệt đối của bề mặt 1.

: Nhiệt độ tuyệt đối của bề mặt 2

 

Có thể giải quyết các vân đề bức xạ, nơi có tính chất phi tuyến, theo 4 cách:

–  Dùng phần tử bức xạ LINK31.

–   Dùng các phần tử mặt với sự chọn lựa bức xạ (các phần tử 2D SURFI9 hay SURF 151, các phần tử 3D SURF22 hay SURF 152).

–   Tạo ra các ma trận bức xạ trong AƯX12 và dùng chúng như một siêu phần tử (superelement) trong tính nhiệt

–   Dùng các điều kiện biên bức xạ (radiation boundary conditions) trong tính toán FLOTRAN CFD.
4Capture

Leave a Reply