储热砖内部功率2400W生热条件下温度分布
储热砖—ANSYS模拟结果——（强制对流后储热砖内外部实际温度分布）
1. 模拟条件：
模拟软件系统：ANSYS 17.0 Steady-State Thermal
储热砖数量：12
储热砖导热系数：随着温度的升高不断降低；
问题1：模拟2400W功率条件，室温30℃，储热砖30℃，存在
辐射、空气强制对流（风速：3.5m/s，）且储热砖内部空气全部流动
均匀条件下储热砖内部和外部温度分布？
问题2：模拟2400W功率条件，室温30℃，储热砖30℃，存在
辐射、空气强制对流呈一定角度（风速：3.5m/s，角度45°）且储热
砖内部空气全部流动均匀条件下储热砖内部和外部温度分布？
2. 计算条件设定及相关计算来源
图（1）
图（1）显示，给12块储热砖一共施加A，B，C三种条件的约束，分别是A：热通量；B：辐射率；C：空气强制对流系数（2.469*10-5 W/mm2.℃）；
下面详细介绍约束条件C的计算：
I. 弘龙风机φ30*200风速V为3.5m/s；
II. 根据经验公式：h=11.6+7*V^0.5 得知，经计算h=11.6+7*1.8708287≈24.6 W/m2.℃=2.46*10-5 W/mm2.℃；
III.查询文献显示：空气强制对流时，其对流系数范围为：
（20-100）W/m2.℃，计算结果在区间范围，符合预期。
3. 问题1结果展示：
图（1）风机放置位置及风速方向
图（2）
图（2）显示，储热砖内部最高温度209.69℃，最低温度200.11℃；最高温度出现在储热砖内侧，最低温度在储热砖侧面和凹槽边沿；最高温度与外侧最低温度差值约为9.6℃。
其它位置温度显示如下图：
图（3）
4. 问题2结果展示：
图（4）风机放置位置及风速方向
图（5）
图（5）显示，储热砖内部最高温度273.02℃，最低温度260.77℃；最高温度出现在储热砖内侧，最低温度在储热砖侧面和凹槽边沿；最高温度与外侧最低温度差值约为12.3℃。
其它位置温度显示如下图：
图（6）
5. 根据问题1和问题2的模拟分析，大体得出储热砖最高温度约为270℃。但此温度并不是结构设计中出风口的最终温度；因此，需要重新建立一个模型，条件是：给定给模型温度为270℃，在空气强制对流换热系数为1.74*10-5 W/mm2.℃条件下，其温度分布如何呈现？
建立模型如下：
图（7）
图（7）是一个，给定上盖板和里面一个270℃的常温，两侧面存在空气强制对流条件下的模型。下面给出其相应温度分布：
图（8）
图（8）显示，新建模型内部最高温度270℃，最低温度30℃；最高温度出现在模型给定270温度位置，最低温度在模型两侧，也即设定新结构的出风口位置处；最高温度与外侧最低温度差值约为240℃。
其它位置温度显示如下图：
6. 结论：
I.室温30℃，储热砖30℃，存在辐射、空气强制对流（风速：3.5m/s，）且储热砖内部空气全部流动均匀条件下；储热砖内部最高温度209.69℃，最低温度200.11℃；最高温度出现在储热砖内侧，最低温度在储热砖侧面和凹槽边沿；最高温度与外侧最低温度差值约为9.6℃。
II. 室温30℃，储热砖30℃，存在辐射、空气强制对流呈一定角度（风速：3.5m/s，角度45°）且储热砖内部空气全部流动均匀条件下，最高温度出现在储热砖内侧，最低温度在储热砖侧面和凹槽边沿；最高温度与外侧最低温度差值约为12.3℃。
III. 新建模型内部最高温度270℃，最低温度30℃；最高温度出现在模型给定270温度位置，最低温度在模型两侧，也即设定新结构的出风口位置处；该模型可能与实际情况下热风混合冷风有差异，因此相对应的出风口温度也有相应的差异；
IV.问题1和问题2的模拟条件是理想状态下，实际中空气强制对流换热区间可能是一个阶梯状分布，因为风扇的位置导致，下一步进行阶梯状温度分布模拟，可能更接近实际效果。
备注：
a.该结果为模拟结果，与储热砖MgO含量，Fe3O2含量，实验所处的环境以及各种条件都有很大关联性，可作为参考使用。
