Hallo zusammen,
für die Optimierung der Wärmeabfuhr einer Halterung für einen Elektromotor, möchte ich gerne mit einer Thermisch-stationären-Analyse den Temperaturgradienten der mechanischen Bauteile durch Wärmeleitung berechnen.
Die Schwierigkeit vor der ich stehe ist dabei, dass der eigentliche Motor nicht als Modell verfügbar ist.
Ich besitze also nur die eigentliche Halterung. Diese besteht aus:
- Zylinder + Wärmeleitpad, in der der Motor eingefasst ist
- Einem Fuß, an dem der Zylinder befestigt ist und der an einer Grundplatte angeschraubt ist
- der Grundplatte
An Daten besitze ich weiterhin:
- Maximale Verlustleistung (Wärmestrom) der Wicklung Motors
- Thermischer Wärmeleitwiderstand [K/W] der Motorenwicklung zum Gehäuse
- Wärmeleitwert der einzelnen Bauteile
Die Konvektion, Wärmestrahlung an die Umgebung, als auch die Kontaktwiderstände können bei dieser Simulation vernachlässigt werden.
Zu meinem gezielten (Verständnis-)Problem:
Bei meinen ersten Versuch die Wärmeleitung zu berechnen, ist mir aufgefallen, dass ich den Wärmestrom (anders als bei der analytischen Berechnung) anscheinend nicht einfach auf die Motorfassung auf den Zylinder aufprägen kann.
Tue ich dies erhalte ich nämlich viel zu hohe Temperaturgradienten.
Als ich Testweise dann einen Dummykörper für den Motor eingebaut (Im Prinzip ein Zylinder mit einer kleinen Innenbohrung in der Mitte) und dort den Wärmestrom aufgeprägt habe, sind die Temperaturen signifikant gesunken.
Dies widersprich sich ja aber umgekehrt proportional zur Theorie, die besagt, dass wenn der kontinuierliche Wärmestrom durch "weniger" Körper geht, der Wärmeleitwiderstand (in Reihe) sinkt und der Temperaturgradient kleiner wird.
Wenn ich bspw. einen Stab modelliere und hier den Stab Stück für Stück verkürze, stimmen die Ergebnisse mit der Theorie überein und der Temperaturgradient sinkt (exakt zu meinen analytisch gerechneten Ergebnissen).
Nur anscheinend bei zylindrischen Körpern nicht?!
Kann mir jemand erklären, warum das in Ansys Mechanical so auftritt?
Und eine viel wichtigere Frage:
Wie kann ich die Wärmeleitung denn nun ohne den Motor im Modell zu besitzen simulieren?
Über Ideen, Hinweise, etc. würde ich mich sehr freuen!
Lieben Gruß
Matthaei
[Diese Nachricht wurde von Matthaei84 am 28. Jan. 2013 editiert.]
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