【Thermal Desktop官方教程12】热管传热仿真分析

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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

• 使用AutoCAD创建直线和多段线

• 基于CAD线创建FloCAD管道模型

• 模拟恒定传导热管(CCHP/FCHP)

• 使用contactors(热连接器)

问题描述

在本例中，加热的铝环将使用铝/氨热管(FCHP)连接到风冷（环境温度20℃，与环境空气换热系数取10W/m2/C）铝板上。不考虑辐射，因此铝环除了通过热管外没有其他途径散热。

计算参数如下：

• 几何尺寸

• 铝环外圆直径8cm，内圆直径2cm，厚度0.1cm（参数化变量为HotThk）

• 铝板长度15cm，宽度10cm，厚度0.5cm（参数化变量为PlateThk）

功率

• 热耗

• 铝环功率为25W(参数化变量为Power)

具体操作步骤

启动软件

步骤1：双击【heatpipe.dwg】文件启动AutoCAD软件

圆环和铝板已经生成，同时圆环上的热载荷和板上的对流环境也已经生成。这个模型的单位是W，s，cm和°C。

步骤2：点击下图图标，调整模型显示

创建辅助线

步骤1：左侧工具栏点击直线命令图标

步骤2：一次单击圆环顶部中点，平面左侧中点，右侧中点，创建两条直线，作为热管中心线

创建热管

步骤1：如下图，启动创建管道命令

步骤2：按提示，依次先选中刚刚创建的两条直线作为中心线，按两次enter键，直到弹出管道编辑窗口。如下图选择

步骤3：如下图，长度方向划分50个节点

步骤4：如下图，子模型名称为heatpipe，vapor node节点从1001开始

步骤5：如下图，热管直径为0.8cm，壁面面积为0.3cm2，材料为铝

创建热连接

步骤1：如下图，启动contactor命令

步骤2：按照提示先选中热管，按enter键，再选择环面和平面，按enter键，弹出contactor编辑对话框，如下图，依次设置后，点击show calcs

弹出记事本，显示连接状态如下图

图形上显示如下图，红色表示未连接

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

附加练习1

将热管中心线改为圆角

步骤1：如下图，调整模型显示

步骤2：如下图，选择圆角，然后命令行输入R，输入圆角半径1.5，依次选择两条直线，生成圆角如下图所示

再次编辑修改管道设置

双击PIPE.1，弹出编辑管道面板，修改中心线，如下图，先选中原来的两条曲线，点击delete，然后选择add，在图形窗口依次选中曲线，按enter，再点击确认。

通过调整模型显示，热管如下图所示

运行计算

同上运行计算，结果如下图所示

附加练习2

修改热管类型

步骤1：双击PIPE.1进入管道编辑面板，如下选择NC-gas热管类型，如下图，选择工作工质为氨气

步骤2：如下图，可以选择气体类型，本案例保持默认空气。如下图所示，空气质量设置为0.0001kg

运行计算

同上运行计算，结果如下图所示，圆环温度升高相比之前的热管。

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