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(完整)ANSYS传热分析实例汇总(2),推荐文档

由天下分享时间：2024/12/27 0:00:10 加入收藏我要投稿点赞

t g ahin实例1：

　　某一潜水艇可以简化为一圆筒，它由三层组成，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

总壁厚

30feet2

inch0.75inch1

inch

ima tRo=15

　　沿垂直于圆筒轴线作横截面，得到一圆环，取其中

以下分别列出log文件和菜单文件。/filename, Steady1

/title, Steady-state thermal analysis of submarine /units, BFT

Rss=15-(0.75/12)

e a导热系数边界条件

不锈钢层壁厚玻纤层壁厚铝层壁厚筒长

nd不不0.25inch200feet8.27BTU/hr.ft.oF

0.028117.4

BTU/hr.ft.oF

A玻纤铝

不锈钢

hll t空气温度海水温度

BTU/hr.ft.oF

空气对流系数海水对流系数

!外径(ft)!不锈钢层内径ft)

ing不不不不不44.5oF

2.5BTU/hr.ft2.oF80BTU/hr.ft2.oF

1度进行分析,如图示。

s in t不不不heir bein不不R15 feetg are goodr fo somenthit g ahinRins=15-(1.75/12)Ral=15-(2/12)Tair=70Tsea=44.5Kss=8.27Kins=0.028Kal=117.4Hair=2.5Hsea=80

!玻璃纤维层内径(ft)!铝层内径 (ft)!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)!海水的对流系数(BTU/hr.ft2.oF)

ima t/prep7mat,1mat,2mat,3/SOLU

et,1,plane55mp,kxx,1,Kssmp,kxx,2,Kinsmp,kxx,3,Kal

pcirc,Ro,Rss,-0.5,0.5pcirc,Rss,Rins,-0.5,0.5pcirc,Rins,Ral,-0.5,0.5aglue,allnumcmp,arealesize,1,,,16lesize,4,,,4lesize,14,,,5lesize,16,,,2eshape,2

amesh,1

amesh,2

amesh,3

SFL,11,CONV,HAIR,,TAIR!施加空气对流边界SFL,1,CONV,HSEA,,TSEA!施加海水对流边界

e and Ahll t!定义二维热单元!设定不锈钢的导热系数!设定玻璃纤维的导热系数!设定铝的导热系数

!创建几何模型!设定划分网格密度!设定为映射网格划分

ings in their being are goodr fo somenthit g ahinSOLVE

ima tfinish

/POST1PLNSOL

！输出温度彩色云图

菜单操作:

1.Utility Menu>File>change jobename, 输入Steady1；

2.Utility Menu>File>change title,输入Steady-state thermal analysis of submarine；3.在命令行输入:/units, BFT；4.Main Menu: Preprocessor；

5.Main Menu: Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete,选择PLANE55；

6.Main Menu: Preprocessor>Material Prop>-Constant-Isotropic,默认材料编号为1,在KXX框

中输入8.27,选择APPLY,输入材料编号为2,在KXX框中输入0.028,选择APPLY,输入材料编号为3,在KXX框中输入117.4；

7.Main Menu: Preprocessor>-Modeling->Create>-Areas-Circle>By Dimensions ,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.Main Menu: Preprocessor>-Modeling->Operate>-Booleane->Glue>Area,选择PICK ALL；9.Main Menu: Preprocessor>-Meshing-Size Contrls>-Lines-Picked Lines,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；

10.Main Menu: Preprocessor>-Attributes-Define>Picked Area,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.Main Menu: Preprocessor>-Meshing-Mesh>-Areas-Mapped>3 or 4 sided,选择PICK ALL；12.Main Menu: Solution>-Loads-Apply>-Thermal-Convection>On lines,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.Main Menu: Solution>-Solve-Current LS；

14.Main Menu: General Postproc>Plot Results>-Contour Plot-Nodal Solu,选择Temperature。

e and Ahll tings in their being are goodr fo somenthit g ahinima t对流换热系数定义：流体与固体表面之间的换热能力，比如说，物体表面与附近空气温差1℃，单位时间单位面积上通过对流与附近空气交换的热量。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密切关系。物体表面附近的流体的流速愈大，其表面对流换热系数也愈大。如人处在风速较大的环境中，由于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，通常用巴兹公式计算。的大致量级：空气自然对流 5 ～ 25 ，气体强制对流 20 ～ 100。实例2:

　　一钢铸件及其砂模的横截面尺寸如图所示:

e and Ahll tings in their being are goodr fo somenthit g ahin砂模的热物理性能如下表所示:

单位制Btu/hr.in.oFlbm/in3Btu/lbm.oF

0.0250.2540.28

密度(DENS)比热(C)导热系数(KXX)

ima t焓

铸钢的热物理性能如下表所示:

导热系数

初始条件:铸钢的温度为2875oF，砂模的温度为80oF；

砂模外边界的对流边界条件：对流系数0.014Btu/hr.in2.oF，空气温度80oF；求3个小时后铸钢及砂模的温度分布。/Title, Casting Solidification

!进入前处理/prep7

et,1,plane55！定义单元mp,dens,1,0.254！定义砂模热性能mp,kxx,1,0.025mp,c,1,0.28