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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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shgao20

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【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。
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!
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。
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℃))
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。
6楼2015-05-08 21:33:05
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TMCElove

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引用回帖:
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?)
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。
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!
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?
10楼2016-03-10 19:56:44
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