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NFX|热对流分析

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热对流(thermal convection/heat convection)又称对流传热,指流体中质点发生相对位移而引起的热量传递过程,是传热的三种方式之一
发生原因分为:自然对流(自由对流)、强制对流(受迫对流) 
强制对流影响比较大,需要CFD 分析

结构传热分析

流体温度可被同化为均匀围绕固体部件,研究仅在加热条件下的结构组件的行为(对流,产生热量,辐射)研究的应力和变形造成的部分由于热负荷(热应力分析)

热对流技术原理

牛顿冷却定律Newton’s law of cooling

对流换热:物体(固体)与外部流体之间的传热

热流量(表面积)(误差)

自然对流:由纯温差引起的流体运动

强制对流:强制流动,如风扇、冷却水等
对流换热系数(FilmCoefficient)
需要通过实验测量
取决于固定表面的状态,流体的粘度、密度和速度等
如果强制对流的影响比较大,需要进行CFD分析

总传热系数

•总传热系数受传热介质的厚度和导热系数的影响

•在计算总传热系数时,需要考虑对流传热系数的影响

举例:对流换热
温度条件:2, 16

第一步:

几何

单击“新建”按钮时,将显示分析条件设置窗口。在这里,检查模型维度,单位系统和重力加速度设置。屏幕上将显示栅格,基准面和WCS。要隐藏这些导航,请点击建模导航工具栏中的按钮。

因模型几何比较简单,此次在NFX中手动建模(非导入几何)

建立长度:1500mm,宽度:8mm,高:800mm的墙,输入(0,0, 0)为原点

第二步:

网格划分

选择目标后,输入网格尺寸“4” 

第三步:(也可以在网格划分前定义)

定义材料及单元特性

创建>>各向同性>>[线弹性] 选项卡中输入名称“glass” 和热传导系数0.78e-3 (W/mm.[T])

(稳态传热分析中,材料仅需要定义热传导系数)

创建单元特性

创建>> 3D>> [实体] 选项卡中,输入名称“glass”, 材料选择“2:glass”

第四步:

定义热对流荷载

分别选择两个侧面,一侧输入温度20和对流换热系数10e-6W/mm2·℃,另一侧输入温度-10和对流换热系数40e-6W/mm2·℃

第五步:

分析工况定义

生成稳态传热分析工况。输入名称 “glass”并确认

第六步:

运行分析及结果查看

在分析和结果树中双击“温度”,可以检查整个模型的温度分布

查看热流密度结果。因为热流密度既有大小,又有方向,因此可显示矢量结果

比较理论值和计算值,两者一致。

在该案例中,热流密度的大小和方向处处相同。


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来源:midas机械事业部
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首次发布时间:2023-03-22
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