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Hallo an alle,

so wie es aussieht, sind hier eine Menge fähiger Leute "unterwegs", deswegen habe ich beschlossen mich mit meinem Problem an diejenigen zu wenden, die ewas Zeit hätten mir dabei zu helfen.

Das Problem: mit Hilfe von ANSYS Workbench den Wärmetransport in einer Tasse mit heißem Wasser zu simulieren.(Wassertemp.:95°C, Tassetemp.:20°C, Umgebungstemp.:20°C)Habe folgende Fragen:

- Wie zeichne ich das Wasser in die Tasse (habe jetzt so gemacht: im oberen Teil der Tasse eine Oberfläche skizziert und nach Unten extrudiert (bis zum nächsten, Gefroren hinzufügen), so das ich jetzt zwei körper habe)?

-Muss ich die Umgebung zeichnen? Und wie?

-Was muss ich bei der Vernetzung beachten?

-Welche Randbedingungen vergebe ich?

Bin über jede Hilfe dankbar!

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hi,Vlafal
ist ja ne nette Aufgabe  !
Also üblicherweise sind Tassen ja rotationssymmetrisch. Das könnte man für eine sinnvolle Simulation ausnutzen. Dazu brauchst du eben die Schnittflächen, die du dir im DM recht einfach erstellen kannst. Zu beachten dabei ist das die rotationsachse die y achse sein muss und die Geometrie im positiven Quadranten liegt.

Dann siehts physikalisch ja so aus das die Wärme die im heißen wasser gespeichert ist auf die Tasse übergeht -> diese dabei erwärmt -> und dann nach aussen abgegeben wird. Also ein klassisches Wärmeduchgangsproblem.

An Geometrie brauchst du dann wohl das Wasser und die Tasse. zwischen beiden gibts nen Wärmeübergangskoeffizienten und dann nochmal einen aussen an der Tasse.

Was wilst du denn sehen? Den transienten Temp-verlauf?

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Danke solve1, das du dir die Zeit genommen hast.

Genau, ich möchte den Temp-Verlauf über eine bestimmte Zeit simulieren und dann eine einfache Tasse mit einem  Thermobecher (also mit einer "Luftkammer")vergleichen. Sitze schon den vierten Tag an dem Programm und versuche mit Hilfe der Dokumentation (englisch) den Durchblick zu verschaffen. Bin im Moment beim CFX-Mesh.
Habe nicht ganz verstanden, wie du es mit der Achssymmetrie meinst. Ich habe schon eine Zeichnung gemacht (beigefügt), würde so auch gehen?
Wie mache ich es mit der Umgebung? Das dritte Körper als gefroren hinzufügen?
Unter CFX-Mesh muss ich Flächen diffenieren. Welche sollen das sein?

Werde bestimmt noch ein Paar Fragen zu Randbedingungen haben, bin aber noch nicht sowiet.

VIELEN dANK im Voraus

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Tasse.jpg

Hier noch das Bild.

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tasse.png

hi,
hm, mit cfx kenn ich mich nu gar nicht aus. Dachte du benutzt ansys wb oder cl.
willst du denn sowas wie die Bewegung des sich abkühlenden wassers in der Tasse sehen? (Dichteunterschiede)
Oder wenn du die Isolierte variante rechnest die bewegung der Luft in der Isolierung?
Oder die Bewegung der Umgebungsluft an der Tasse entlang?

Oder kommts dir wirklich nur auf die Temp an? Dann wäre nach meiner Meinung eine CFD simulation überflüssig. Denn das Wasser stellt in dem Fall nur einen Wärmespeicher dar.

Wie ich das mit der axialsymmetrie meinte siehst du im bild.

Nach aussen hin gibt deine Tasse ja ihre wärme durch freie Konvektion an die Umgebungsluft ab, da reicht dir der Wärmeübergangskoeffizient zur Luft und die Umgebungstemperatur. (q=alpha*dT)

[Diese Nachricht wurde von solve1 am 31. Jul. 2008 editiert.]

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Hi,

im Prinzip kommt es mir nur auf die Temp. an. Also Temp-Verlauf über die Zeit. Aber wie kann ich es genau simulieren? Das Wasser hat keine so gute Wärmeleitfähigkeit, der Wärmetransport von Innen nach Außen geschieht ja hauptsächlich durch die Konvektion. Ist es eventuell möglich die Temperatur im Wasser zu mitteln (als ob es gemischt würde), dann könnte man den Konvektionsvorgang auslassen.

"Dann wäre nach meiner Meinung eine CFD simulation überflüssig." Wie könnte man es sonst machen? Mit FEM kenne ich mich nicht aus.

"Nach aussen hin gibt deine Tasse ja ihre wärme durch freie Konvektion an die Umgebungsluft ab, da reicht dir der Wärmeübergangskoeffizient zur Luft und die Umgebungstemperatur. (q=alpha*dT)". Meinst du man kann die Wärmeverluste der Tasse an die Umgebung durch die Formel diffenieren?

MfG

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Hallo Vlafal,

das Problem sollte doch sehr einfach zu lösen sein. (Ob nun Axisymmetrisch oder nicht) In erster Näherung kann man einfach die freie Konvektion von Wasser an der Innenseite der Tasse und die freie Konvektion von Luft an der Außenseite (mit den entsprechenden Wärmeübergamgsbeiwerten) annehmen. Das Wasser sollte auch konstant warm sein (Wärmegradient geringfügig). Nun fehlen nurnoch die Thermischen Kennwerte für das Tassenmaterial (Wärmeleitfähigkeit,Spezifische Wärmekapazität) und die Dichte. Dann ab damit in eine Transient Thermische Analyse... fertig

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Jens Friedrich
TU-Dresden

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