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【Thermal Desktop官方教程13】闭式循环流体回路散热仿真案例

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作者 | Tsinglin  

首发 | CFD学习与应用(ID:CAE_er)


作者简介

Tsinglin,现就职某研究院航天热控工程师,主要从事空间实/试验平台和载荷先进热控与环控技术的研究研制工作。具备如下软件工程应用经验。如果大家有以下软件学习和应用的问题,欢迎联系小编来交流。

如果您单位或学校有空间平台及载荷热控项目合作需求,也可以私信小编哦!

学习目标

  • 创建FloCAD管道

  • 连接管道

  • 添加流体网络元件

  • 自定义流体

  • 定义风扇或者泵曲线

  • 后处理瞬态结果


问题描述

流体回路接入一个冷板,工质为乙二醇,回路热耗为100W,管路初始温度为80F,冷板与环境对流换热系数为30BTU/hr-ft2-F。环境温度为80F。

具体操作步骤

启动软件

步骤1:双击manifold.dwg启动AutoCAD

绘制辅助线

步骤1:如下图,左侧工具栏点击多段线图标,启动多段线绘制命令,依次选择红点创建主路中心线,通过L切换直线,A切换弧线

步骤2:按键盘空格键,再次启动多段线绘制命令,再选择绿色点,建立如下图。

创建主路管路模型

步骤1:如下图,启动创建管道命令

步骤2:按提示,先选中刚刚创建的直线作为中心线,按enter键,选择环线作为截面,按键盘enter键,直到弹出管道编辑窗口。如下图选择


步骤3:如下图设置周向1个节点,长度50个节点

步骤4:如下图,热管子模型名称设置为wall


步骤5:如下图,设置热管壁面材料和厚度

步骤6:修改管路显示,如下图,关闭热节点、通道和tie的显示

创建支路管路模型

步骤1:按照创建主路管道方法创建支路1管道模型,主要差异如下图所示

 

步骤2:激活右侧工具栏的复 制命令,按照提示,依次选择pipe.2,基点,目标点复 制管道。如图2所示


步骤3:重复步骤2复 制第3个支路,如下图所示

创建主路的端口

步骤1:选项卡图标激活端口命令,如下图所示

步骤2:按照提示,依次按下图顺序选择port位置和附加的管路

步骤3:弹出端口编辑窗口,备注命名为【端口1A】

创建的端口图标为红色三角锥型,如下图所示

步骤5:重复上述1~4步骤,依次创建其他5个端口,如下图所示

通过端口连通支路和主路

步骤1:图形窗口,双击支路pipe.2,进入管道编辑窗口,如下图,编辑上游端口

步骤2:弹出选择,在图形窗口内选择端口1A的图标,enter键返回

步骤3:同上,选择下游端口2A,点击确定,完成支路1的连通

步骤4:重复上述1~3,lian’ton给支路2和支路3

重新对热节点和流体节点排序

步骤1:热节点排序,选项卡激活热节点排序命令

步骤2:选中所有管路,按enter键弹出排序窗口,如下图

步骤3:右侧工具栏,激活流体节点排序命令

步骤4:选中所有管路lump,按enter键,弹出排序窗口,点击确定

设置管壁初始温度

步骤1:框选所有管路,点击编辑

步骤2:如下图,选中管路节点

步骤3:如下图,设置管壁初始温度为80F

设置流体初始温度

步骤1:同上壁面初始温度,选中LUMP

步骤2:如下图设置初始流体温度和压力,如下图所示

设置流体容积及热耗

步骤1:双击左上角lump,弹出编辑对话框

步骤2:如下图,双击热热耗表格,弹出表达式设置界面,改变单位并选中自定义的功率参数符号power

步骤3:如下图设置其他参数

通过线框显示,刚刚入口图标变为方形

创建流体边界节点

步骤1:如下图,选项卡启动lump创建命令

步骤2:如下图位置,依次创建2个lump

步骤3:框选两个lump,点击编辑

步骤4:如下图,设置初始条件

步骤5:双击最左侧lump,如下图设置为流体边界

创建进出口流阻

步骤1:选项卡选择流阻图标

步骤2:如下图依次选中lump,按enter键,创建如下流阻图标

步骤3:图形窗口内,双击流阻图标,弹出流阻编辑对话框,设置流阻系数

步骤4:如下图,设置流阻截面积,确认退出

创建边界通道

步骤1:选项卡图标,激活通道命令

步骤2:如下图,依次选中lump创建通道

步骤3:双击通道,编辑界面设置参数如下图

创建循环泵

步骤1:选项卡激活循环泵命令,如下图所示

步骤2:如下图依次选中lump,创建循环泵图标如下图所示

步骤3:双击循环泵图标,进入编辑,如下图设置循环泵性能曲线

创建管道和冷板热连接

步骤1:开启冷板图层,如下图

步骤2:选项卡激活contactor命令

步骤3:按提示,命令行选择MB,弹出模型浏览器,选择4根管道,点×,按enter键,在选择冷板

步骤4:弹出contactor对话框,设置如下图

步骤5:如下图设置其他参数

显示热连接如下图

定义流体子模型

步骤1:设置eng制单位,如下图,右侧工具栏,偏好图标,设置单位为eng制

步骤2:选项卡启动流体子模型

步骤3:如下图,改变流体

步骤4:如下图,选择流体属性文件

步骤5:定位乙二醇自定义文件,依次点击确定

运行计算

步骤1:如下图,打开case管理面板

步骤2:如下图,选中case0,点击运行

运行完成后,自动弹出温度云图界面

    

-END-

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来源:CFD学习与应用
ACT航天AutoCADUM材料热设计试验管道
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-10-20
最近编辑:6小时前
Tsinglin
硕士 | 工程师 专注热&流体仿真及实验
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