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Autor Thema:  Modellierung Wärmeübertragung in Luft (2684 mal gelesen)
tuwe
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Doktorand

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Beiträge: 6
Registriert: 09.02.2010

Ansys 12 (Classic) 64bit Linux

erstellt am: 06. Mrz. 2010 22:44    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Guten Abend,

ich würde gern Wärmeübertragung in Luft modellieren.
Das Modell um das es geht ist hier beschrieben: http://ww3.cad.de/foren/ubb/Forum101/HTML/004828.shtml

Es ist eine einfache achsensymmetrische Geometrie, so dass ich das Problem in 2D modellieren kann.

Nachdem der Einbau des PID-Reglers erfolgreich war und glaubwürdige Ergebnisse herauskommen, interessiert mich der Einfluss von Wärmeaustausch durch Luftleitung/Konvektion/Strahlung zwischen nicht direkt miteinander in Kontakt stehenden Komponenten des Modells.

Bisher habe ich für die Luft einfach ein grosses Rechteck um die Bauteile herumgelegt und die Luft praktisch "ausgeschnitten", ebenfalls mit plane55 vernetzt und für das Material einfach die Eigenschaften (kxx,c,dens) von Luft genommen.
Als Randbedingungen am Rechteck habe ich dann die Umgebungstemperatur genommen.

Allerdings kommt mir das selber etwas komisch vor, da ich die Luft mit dem Rest verleimt habe (aglue,all) und es somit idealen Kontakt gibt. Das Ergebnis sieht auch seltsam aus.

Nun habe ich gelesen, dass man die Luft mit fluid141 modellieren könnte. Ich müsste dann allerdings für den Rest auch fluid141 nehmen mit der Luft als erstem Material. Ist das richtig?
Lohnt sich diese Änderung denn überhaupt, mich interessiert die Temperaturverteilung ja nur im festen Material, nicht in der Luft.

Da die Zwischenräume zwischen den Bauteilen sowieso relativ klein sind, ist auch near-field convection interessant. Allerdings blicke ich da überhaupt nicht durch.

Und wenn ich es richtig verstanden habe, kann ich die Strahlung mit AUX12 erschlagen, ganz unabhängig davon, wie ich die Luftleitung/Konvektion einbaue. Stimmt das?

Entschuldigt bitte, wenn das jetzt ein bisschen chaotisch ist, ich hoffe jemand kann etwas Licht ins Dunkel bringen.

Gruss und schönes Restwochenende noch,
Uwe

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wosch
Ehrenmitglied V.I.P. h.c.
Elektrotechniker im Ruhestand


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Beiträge: 2607
Registriert: 16.12.2004

Rechne zuerst ein Problem nach, für das Du eine analytische Lösung kennst.

erstellt am: 07. Mrz. 2010 17:40    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für tuwe 10 Unities + Antwort hilfreich

(Ein Modell abstrahiert auf das Wesentliche. Dabei ist "wesentlich" nicht subjektiv, sondern durch die Aufgabenstellung bestimmt.)

Für einfache Erwärmungsprobleme, bei denen die Wärme durch Konvektion an die Umgebung abgegeben wird, ist zunächst sicherlich die Konvektionsrandbedingung sf,...,conv,...,... die am Einfachsten handhabbare Möglichkeit. Da muss die Luft nicht mit modelliert werden. Die Wärmeübergangszahl ist in der Literatur zu finden.
Ist eine Wärmeübertragung von einer Oberfläche auf eine andere zu berücksichtigen, muss abgeschätzt werden, welchen Anteil die Strahlung (T**4!) und welchen Anteil die sich bewegende Luft hat. Letztere ist sicherlich nur sehr aufwendig (aber machbar) zu modellieren.

------------------
Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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tuwe
Mitglied
Doktorand

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Beiträge: 6
Registriert: 09.02.2010

Ansys 12 (Classic) 64bit Linux

erstellt am: 08. Mrz. 2010 22:52    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hallo wosch,
vielen Dank für die Denkanstösse.

Ich hab es jetzt tatsächlich so gemacht, dass ich die Konvektion mit sf,.. behandelt habe.
Die Strahlung hat tatsächlich einen nicht zu vernachlässigenden Anteil. Weil die Flächen, die dafür in Betracht kommen, etwas verwinkelt sind, habe ich das ganze doch mit AUX12 gemacht, was ja doch leichter ist als es auf den ersten Blick wirkt.

Ich glaube nicht, dass ich die Bewegung der Luft modellieren sollte. Das Luftvolumen ist sehr klein und quasi abgeschlossen, eigentlich sollte Luftleitung da eine grössere Rolle spielen als Konvektion. Eventuell probiere ich doch noch, die Strahlung mit der AUX12-Methode und Luft als festes Material, also so wie der Rest des Modells axisymmetrisch mit plane55 Elementen,zu kombinieren.

Gruss,
Uwe

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