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文档简介

(圆满)ANSYS传热分析实例汇总,文档(圆满)ANSYS传热分析实例汇总,文档(圆满)ANSYS传热分析实例汇总,文档实例1:某一潜水艇能够简化为一圆筒,它由三层构成,最外面一层为不锈钢,中间为玻纤隔热层,最里面为铝层,筒内为空气,筒外为海水,求内外壁面温度及温度分布。几何参数:筒外径30feet总壁厚2inch不锈钢层壁厚0.75inch玻纤层壁厚1inch铝层壁厚0.25inch筒长200feet导热系数不锈钢BTU/hr.ft.oF玻纤BTU/hr.ft.oF铝BTU/hr.ft.oF界限条件空气温度70oF海水温度44.5oF空气对流系数BTU/hr.ft2.oF海水对流系数80BTU/hr.ft2.oF沿垂直于圆筒轴线作横截面,获得一圆环,取此中1度进行分析,如图示。铝玻璃纤维不锈钢空气海水R15feet以下分别列出log文件和菜单文件。/filename,Steady1/title,Steady-statethermalanalysisofsubmarine/units,BFTRo=15!外径(ft)Rss=15-(0.75/12)

!不锈钢层内径

ft)Rins=15-(1.75/12)

!玻璃纤维层内径

(ft)Ral=15-(2/12)

!铝层内径

(ft)Tair=70

!潜水艇内空气温度

!海水温度

!不锈钢的导热系数

(BTU/hr.ft.oF)

!玻璃纤维的导热系数

(BTU/hr.ft.oF)

!铝的导热系数

(BTU/hr.ft.oF)

!空气的对流系数

(BTU/hr.ft2.oF)Hsea=80

!海水的对流系数

(BTU/hr.ft2.oF)/prep7et,1,plane55!定义二维热单元mp,kxx,1,Kss!设定不锈钢的导热系数mp,kxx,2,Kins!设定玻璃纤维的导热系数mp,kxx,3,Kal!设定铝的导热系数!创办几何模型aglue,allnumcmp,arealesize,1,,,16!设定区分网格密度lesize,4,,,4lesize,14,,,5lesize,16,,,2eshape,2!设定为照耀网格区分mat,1amesh,1mat,2amesh,2mat,3amesh,3/SOLUSFL,11,CONV,HAIR,,TAIR!施加空气对流界限10.MainMenu:Preprocessor>-Attributes-Define>PickedArea,SFL,1,CONV,HSEA,,TSEA!施加海水对流界限SOLVE/POST1PLNSOL!输出温度彩色云图finish菜单操作:1.UtilityMenu>File>changejobename,输入Steady1;2.UtilityMenu>File>changetitle,输入Steady-statethermalanalysisofsubmarine;3.在命令行输入:/units,BFT;MainMenu:Preprocessor;MainMenu:Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete,选择PLANE55;6.MainMenu:Preprocessor>MaterialProp>-Constant-Isotropic,默认资料编号为1,在KXX框中输入8.27,选择APPLY,输入资料编号为2,在KXX框中输入0.028,选择APPLY,输入资料编号为3,在KXX框中输入;7.MainMenu:Preprocessor>-Modeling->Create>-Areas-Circle>ByDimensions,在RAD1中输入15,在RAD2中输入15-(.75/12),在THERA1中输入-0.5,在THERA2中输入0.5,选择APPLY,在RAD1中输入15-(.75/12),在RAD2中输入15-(1.75/12),选择APPLY,在RAD1中输入15-(1.75/12),在RAD2中输入15-2/12,选择OK;8.MainMenu:Preprocessor>-Modeling->Operate>-Booleane->Glue>Area,选择PICKALL;9.MainMenu:Preprocessor>-Meshing-SizeContrls>-Lines-PickedLines,选择不锈钢层短边,在NDIV框中输入4,选择APPLY,选择玻璃纤维层的短边,在NDIV框中输入5,选择APPLY,选择铝层的短边,在NDIV框中输入2,选择APPLY,选择四个长边,在NDIV中输入16;选择不锈钢层,在MAT框中输入1,选择APPLY,选择玻璃纤维层,在MAT框中输入2,选择APPLY,选择铝层,在MAT框中输入3,选择OK;11.MainMenu:Preprocessor>-Meshing-Mesh>-Areas-Mapped>3or4sided,选择PICKALL;MainMenu:Solution>-Loads-Apply>-Thermal-Convection>Onlines,选择不锈钢外壁,在VALI

框中输入

80,在VAL2I框中输入44.5,选择APPLY,选择铝层内壁,在VALI框中输入2.5,在

VAL2I

框中输入

70,选择

OK;13.MainMenu:Solution>-Solve-CurrentLS

;14.MainMenu:GeneralPostproc>PlotResults>-ContourPlot-NodalSolu,

选择

Temperature。对流换热系数定义:流体与固体表面之间的换热能力,比方说,物体表面与周边空气温差1℃,单位时间单位面积上经过对流与周边空气互换的热量。单位为W/(m^2·℃)。表面对流换热系数的数值与换热过程中流体的物理性质、换热表面的形状、部位、表面与流体之间的温差以及流体的流速等都有亲密关系。物体表面周边的流体的流速愈大,其表面对流换热系数也愈大。如人处在风速较大的环境中,因为皮肤表面的对流换热系数较大,其散热〔或吸热〕量也较大。对流换热系数可用经验公式计算,平常用巴兹公式计算。的大概量级:空气自然对流5~25,气体强迫对流20~100。实例2:一钢铸件及其砂模的横截面尺寸以以下列图:砂模的热物理性能以下表所示:单位制导热系数(KXX)Btu/hr.in.oF密度(DENS)lbm/in3比热(C)Btu/lbm.oF铸钢的热物理性能以下表所示:单位制0oF2643oF2750oF2875oF导热系数Btu/hr.in.oF焓Btu/in30初始条件:铸钢的温度为2875oF,砂模的温度为80oF;砂模外界限的对流界限条件:对流系数2.oF,空气温度80oF;求3个小时后铸钢及砂模的温度散布。/Title,CastingSolidification进入前办理/prep7et,1,plane55!定义单元!定义砂模热性能mptemp,1,0,2643,2750,2875!定义铸钢的热性能mpplot,kxx,2mpplot,enth,2save!创办几何模型k,1,0,0,0k,2,22,0,0k,3,10,12,0k,4,0,12,0/pnum,kp,1/pnum,line,1/pnum,area,1/Triad,ltopkplota,1,2,3,4saverectng,4,22,4,8aplotaovlap,alladele,3aplotsave!区分网格esize,1amesh,5mat,2aplotamesh,4eplot/pnum,elem/number,1save!进入加载求解/SOLUantype,transesel,s,mat,,2

!设定为瞬态分析!设定铸钢的初始温度nsle,s/replotic,all,temp,2875esel,inve

!设定砂模的初始温度nsle,s/replotic,all,temp,80allselsavelplotsfl,1,CONV,0.014,,80

!设定砂模外界限对流sfl,3,CONV,0.014,,80sfl,4,CONV,0.014,,80/psf,conv,2time,3kbc,1autots,ontimint,ontintp,,,,1

!设定瞬态分析时间!设定为阶越的载荷!打开自动时间步长!设准时间步长!打开时间积分!将THETA设定为1outres,all,all

!输入每个子步的结果solve!进入后办理/post26/pnum,node,1/number,0eplotnsol,2,204,temp,centerplvar,2

!设定铸钢中心点温度随时间的变量!绘制温度~时间曲线savefinish菜单操作:1.UtilityMenu>File>ChangeTitle,输入CastingSolidification;定义单元种类:MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete,Add,Quad4node55;定义砂模热性能:MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>Isotropic,默认资料编号1,在Density(DENS)框中输入0.054,在Thermalconductivity(KXX)框中输入0.025,在Specificheat(C)框中输入0.28;定义铸钢热性能温度表:MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>-TempDependent->TempTable,输入T1=0,T2=2643,T3=2750,T4=2875;定义铸钢热性能:MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>-TempDependent->PropTable,选择ThConductivity,选择KXX,输入资料编号2,输入C1=1.44,C2=1.54,C3=1.22,C4=1.22,选择Apply,选择Enthalpy,输入C1=0,C2=128.1,C3=163.8,C4=174.2;创办重点点:MainMenu>Preprocessor>-Modeling->Create>Keypoints>InActiveCS,输入重点点编号1,输入座标0,0,0,输入重点点编号2,输入座标22,0,0,输入重点点编号3,输入坐标10,12,0,输入重点点编号4,输入座标0,12,0;7.创立几何模型:MainMenu>Preprocessor>-Modeling->Create>-Areas->Arbitrary>ThroughKPs,次序采纳重点点1,2,3,4;8.MainMenu>Preprocessor>-Modeling->Create>-Areas->Rectangle>ByDimension,输入X1=4,X2=22,Y1=4,Y2=8;9.进行布尔操作:MainMenu>Preprocessor>-Modeling->Operate>-Booleans->Overlap>Area,Pickall;删除节余面:MainMenu>Preprocessor>-Modeling->Delete>AreaandBelow,3保留数据库:在AnsysToolbar中采纳SAVE_DB;12.定义单元大小:MainMenu>Preprocessor>-Meshing->SizeCntrls>-Global->Size,在Elementedgelength框中输入1;对砂模区分网格:MainMenu>Preprocessor>-Meshing->Mesh>-Areas->Free,选择砂模;14.对铸钢区分网格:MainMenu>Preprocessor>-Attributes->Define>DefaultAttribs,在Materialnumber菜单中选择2;MainMenu>Preprocessor>-Meshing->Mesh>-Areas->Free,选择铸钢;16.定义分析种类:MainMenu>Solution>-AnalysisType->NewAnalysis,选择Transient;17.选择铸钢上的节点:UtilityMenu>Select>Entities,选择element,mat,输入2,选择Apply,选择node,attachedtoelement,选择OK;定义铸钢的初始温度:MainMenu>Solution>-Loads->Apply>InitialCondit’n>Define,选择选择砂模上的节点:UtilityMenu>Select>Entities,Nodes,inverse定义砂模的初始温度:MainMenu>Solution>-Loads->Apply>InitialCondit’n>Define,选择Pickall,选择temp,输入80,OK;UtilityMenu>Select>Everything;UtilityMenu>Plot>Lines;定义对流界限条件:MainMenu>Solution>-Loads->Apply>-Thermal->Converction>OnLines,选择砂模的三个界限1,3,4,在filecoefficent框中输入80,在Bulktemperature框中输入,80;设定瞬态分析时间选项:TimeStepsizeSteppedorrampedb.c.SteppedAutomatictimesteppingon设置输出:MainMenu

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