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TMCElove

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[求助] ANSYS中怎样检验保温层是否符合使用要求已有1人参与

通过理论计算得出所需的保温层厚度，ANSYS中怎样设置边界条件（一侧恒温130℃(高温面)，环境温度reference temp=20℃，保温材料导热系数为0.047W/(m.K)，保温层厚度67，保温层内径Φ1000），想通过获取保温层外表面温度得知是否符合需求（与之前设计的外表面温度对比）。
刚开始只设置了内侧温度载荷，结果Nodal Result中Temp云图 一片红！这可怎么解决？很多资料上都是直接设定已知的边界条件（比如各个面的温度，换热系数，对流系数）
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1楼2015-05-03 09:29:05
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shgao20

专家顾问 (职业作家)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
TMCElove: 金币+5, ★★★★★最佳答案, 希望以后能与你多多交流！ 2015-05-11 07:00:04
如果你只设置内侧温度，没有其它边界条件，结果必然是一片红 - 全部与内侧温度相同。
  你需要在外侧设置自然对流条件，可以去对流换热系数为 5～15，介质温度 20，然后做瞬态分析，看看需要多长时间外侧温度可以降低到指定的温度。
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2楼2015-05-03 16:05:53
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TMCElove

捐助贵宾 (初入文坛)
引用回帖:
2楼: Originally posted by shgao20 at 2015-05-03 16:05:53
如果你只设置内侧温度，没有其它边界条件，结果必然是一片红 - 全部与内侧温度相同。
  你需要在外侧设置自然对流条件，可以去对流换热系数为 5～15，介质温度 20，然后做瞬态分析，看看需要多长时间外侧温度可以降 ...

首先感谢您的回复！
现在所求解的问题时，分析某一具有保温性能的舱门是否达到使用要求！比如烤箱内部温度为150℃，外部温度要求低于20℃。我的想法是，保温材料在内部热源的作用下，进行热量扩散，对于一定厚度的保温材料而言，其内部的温度分布是固定不变的，只要利用ANSYS中的Get scalar data获取保温层外部温度，然后与所要求的20℃作比较即可判断此厚度的保温层是否满足使用要求，按照这样的理解，这个分析应该是一个稳态热分析呀！怎么会变成瞬态热分析呢？是哪理解错啦？（举个例子：置于空气中的锅炉，其内部处于稳定状态，那么外壁的温度是恒定的！这就是一个稳态实例）利用ANSYS也就是想让软件自己生成这个保温层外壁温度！但就是不知道怎么设置，当然瞬态分析也做过（虽然认为这个分析不应该是一个稳态分析），当温度载荷作用时间做够长，外壁温度与内壁温度趋于一致，这怎么和上面说的那个实例不相符呀！
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3楼2015-05-03 22:05:13
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shgao20

专家顾问 (职业作家)

【答案】应助回帖

一般来说，如果对同一个问题分别使用稳态和瞬态分析，那么稳态的结果应该是瞬态分析在时间为无限长时的结果。当然，实际问题未必都需要无限长的时间，也有的问题可能很快就能达到基本稳定的状态。
    不过，不知道你说的是什么例子，你也没有具体说明你的问题的详细情况，所以难以判断。
    对于内部有稳定的热源，外表面有适当的散热条件的问题，最终结果一般都不会是外壁温度与内壁温度一致，而是应该内部温度较高、外表面温度较低。需要你详细介绍一下你的分析使用了那些边界条件，才好进行分析判断。
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4楼2015-05-04 15:34:54
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TMCElove

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引用回帖:
4楼: Originally posted by shgao20 at 2015-05-04 15:34:54
一般来说，如果对同一个问题分别使用稳态和瞬态分析，那么稳态的结果应该是瞬态分析在时间为无限长时的结果。当然，实际问题未必都需要无限长的时间，也有的问题可能很快就能达到基本稳定的状态。
    不过，不知道 ...

蒸制仓内部可以蒸制米饭和馒头，蒸制热源是锅炉蒸汽，蒸制仓壁厚2mm，内部温度要求130℃（压强要求0.18MPa），外界环境温度为20℃，要求在蒸制仓外壁添加保温层，通过计算保温层厚度为80mm（假设保温层外壁温度为40度），现要验证此保温层厚度是否满足使用要求，即在添加保温材料之后，保温材料外壁温度是否小于之前理论计算时所设定的40℃？（注：仓室内径1000，仓壁与保温层在轴向方向的长度为1800mm，仓壁导热系数4010W/(m2℃)，保温材料导热系数导热系数0.04610W/(m2℃)，保温层外壁与空气的对流系数取10W/(m2℃)）
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5楼2015-05-08 08:13:47
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shgao20

专家顾问 (职业作家)

【答案】应助回帖

这个问题可以采用平面单元，设置单元行为为轴对称，然后创建两个相邻且高度相同 (1800) 的矩形，其中仓壁内径 1000，外壁 1002；保温层内径 1002，外径 1082；并执行 KP 点合并，再分别对两个矩形设置单元属性和划分网格。
  然后，设置均匀温度，比如 20 度；外壁设置对流边界条件 - 介质温度 20，换热系数 10，内壁设置为固定温度 130 度。求解后，仓壁温度应该基本是 130 度，保温层温度应该从内向外逐渐降低。
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6楼2015-05-08 21:33:05
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TMCElove

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6楼: Originally posted by shgao20 at 2015-05-08 21:33:05
这个问题可以采用平面单元，设置单元行为为轴对称，然后创建两个相邻且高度相同 (1800) 的矩形，其中仓壁内径 1000，外壁 1002；保温层内径 1002，外径 1082；并执行 KP 点合并，再分别对两个矩形设置单元属性和划分 ...

最后一个问题，某厚度的304钢容器中盛有100摄氏度的某中液体，请问此时容器内壁面的对流系数怎样计算？（或者这样说，对于任意一种与流体接触的固体壁面而言，其对流系数应该怎样计算？）
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7楼2015-05-09 21:57:13
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shgao20

专家顾问 (职业作家)
抱歉，这个问题可能需要使用流体分析，我不了解。
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8楼2015-05-11 08:03:30
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TMCElove

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引用回帖:
8楼: Originally posted by shgao20 at 2015-05-11 08:03:30
抱歉，这个问题可能需要使用流体分析，我不了解。

Thank you all the same！
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9楼2015-05-12 08:10:37
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新清风明月

新虫 (初入文坛)
ANSYS模拟外墙保温板，用瞬态还是稳态，单元类型定义成固体吗？
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10楼2016-03-10 19:56:44
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