本文摘要(由AI生成):
文章主要介绍了卤素投光灯热学仿真的过程,包括建立模型、定义材料、定义热源、定义辐射表面、定义目标、定义网格等步骤。通过仿真,可以判断卤素投光灯在室温下(25℃)的温度是否满足需求。
卤素投光灯热学仿真
CAE白堤
如下,一个铝制外壳的卤素泛光灯,它包含一个石英玻璃前窗,一个硅胶垫片,一个铝制内部镜面反射器,一个陶瓷灯座和一个150 W线性卤素灯。线性卤素灯由石英玻璃灯泡,直线钨丝,钼销和陶瓷底座插座组成。仿真该灯在室温下(25℃)条件下温度是否满足需求。
2.1模型准备
打开STP模型即可,无需额外简化。
2.2检查模型
针对准备好的模型,使用【检查模型】进行检查,显示状态成功,模型正常。
2.3创建项目
通过向导创建项目。
项目名称 | 项目名称floodlight,其他保持默认 |
单位系统 | 选择SI,并更改温度单位为℃ |
分系类型 | 外部;选中固体内传导;选中辐射,辐射模型改为离散坐标,更改环境温度25℃,勾选固体内吸收,勾选波谱特性,条带数设置2,条带边缘2500nm,环境辐射选择黑体光谱;选中重力,把Y方向分量设置为-9.81,X和Z方向分量为0。 |
默认流体 | 空气,其他保持默认 |
默认固体 | 选择合金里的不锈钢302 |
默认壁面 | 选择白体壁面,其他保持默认 |
初始条件 | 热动力参数里温度改为25℃,固体参数里初始固体温度改为25℃ |
2.4调整计算域
设置全局计算域对应坐标的计算域边界,并隐藏。
设置流体子域
2.5定义固体材料
对模型中各个零部件进行材料赋予:
零件 | 材料 |
钨丝 | 金属钨 |
钼销 | 金属钼 |
底座、底座插座 | 陶瓷氧化铝(96%) |
前玻璃、泡壳 | 石英玻璃 |
密封圈 | 玻璃封盖密封材料 |
反射器 | 铝 |
外壳、面罩 | 铝合金ADC12 |
设置玻璃半透明性能:
2.6定义热源
由于实际的灯丝与图中的表面积不同,可以通过指定一个温度热源和一个指定功率的辐射源代替。
定义温度热源
定义辐射热源
由于辐射热源的功率由总功率减去体积温度热源的功率,而体积热源的功率可以通过目标得到;
定义目标:
定义辐射源:
2.7定义辐射表面
针对各零部件设置辐射系数:
零件 | 辐射系数 |
反射 | 0.1 |
玻璃 | 选择自带的真正表面石英玻璃 |
其他 | 0.8 |
2.8定义目标
分别定义泡壳的温度、前玻璃以及钼销的最高温度为目标。
2.9定义网格
先设置全局网格,采用自动网格划分,细化等级为4
再针对钨丝、钼销、泡壳进行局部网格划分。
在正式求解之前,首先划分网格,根据网格的结果再调考虑局部网格划分设置是否合理。网格划分判断没问题后,再进行求解。
另外,此问题在正式计算前,对计算控制选项做如下设置:
4.1切面云图
以上展示150W卤素投光灯的热仿真过程,涉及对流和辐射模拟热传递的能力,包括半透明固体中的辐射吸收和辐射光谱、如何定义项目,指定半透明固体材料的辐射特性,辐射条件和计算目标。
文章作者:白堤,硕士,就职于国内某知名企业,主要从事热设计仿真工作。大佬们都还在努力,更何况自己还只是个学习者。希望通过微 信公 众号抛砖引玉,结交更多志同道合的朋友。仿真之路漫漫其修远矣,我将上下而求索。