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Guten Tag,
befasse mich seid kurzem mit einer thermisch-transient-Analyse in Ansys 15.0 Workbench.
Hierbei geht es um die Temperatur-Entwicklung einer indirekt beheizten Werkzeugform. Die Form (Material Aluminium) steht auf einem beheizten Presstisch, der sich in 30 Min auf 175°C aufheizt. Untersucht werden soll prinzipiell wie lange die Form (nicht Teilbereiche sondern größtenteils die ganze Form) benötigt um auf eine gewisse Temperatur zu kommen bzw. wie die Temperaturverteilung nach X Minuten aussieht (Sind hierbei die kritischen Flächen auf eine einheitliche Temperatur etc.)

Mein Problem ist hierbei die Festlegung der Randbedingungen. Spielt Konvektion/Strahlung hierbei eine Rolle?. Ich bin mir nicht genau bewusst was ich eintragen/auswählen muss. Hier mein bisheriges Vorgehen:
1. Randbedingung:
Temperatur auf Unterseite der Form (über Tabellenfunktion wird der Temperaturanstieg eingestellt)

2. Konvektion auf der kompletten Oberfläche der Form:
Nun die Frage was wähle ich bei Wärmeübertragungskoeffizient. Über temperaturabhängiges importieren kann man ja "stehende Luft" auswählen. Hierbei gibt es nochmal unterschiedliche Auswahlmöglichkeiten. Bin mir nicht genau im klaren welche ich wählen soll. Weiss einer weiter?

Der nächste Schritt wäre die Auswahl des Koeffizienttyps: Umgebungstemperatur, Oberflächentemperatur, durchschnittliche Schichttemperatur etc. Was wäre für meinen Fall das richtige?

3. Strahluung:
Spielt hier die Strahlung überhaupt eine wesentliche Rolle?

Hoffe ihr könnt mir in meinem Fall helfen. Vielen Dank

[Diese Nachricht wurde von cenit1987 am 21. Apr. 2014 editiert.]

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Hauptproblem zwischen der Realität und der Rechnung wird der Wärmeübergangswiderstand zwischen Heizplatte (Presstisch) und Alu-Form sein. (Ist zwischen beiden in der Realität eine Wärmeleitpaste oder ähnliches?)

Aus einer Überschlagsrechnung wird ersichtlich werden, dass in dem angedachten Temperaturbereich Konvektion bei ruhender Luft und Strahlung in der gleichen Größenordnung liegen.

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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Danke für die Antwort:
In der Realität ist keine Wärmepaste oder ähnliches vorhanden. Die Form liegt lediglich auf dem beheiztzen Presstisch auf.

Das Problem beim der Konvektionsbedingung ist hierbei die Definition der Umgebungstemperatur von der stehenden Luft. Diese könnte ich nur schätzen oder? In der Realität ist die Umgebungstemperatur ja nicht konstant bei stehender Luft, diese würde sich ja auch aufheizen.

Das gleiche Problem habe ich auch bei der Strahlung, zwar kenne ich das Emissionsvermögen des Materials aber die Umgebungstemperatur ändert sich hier doch auch mit.

Eine Frage noch zu Konvektion. Was hat das mit dem Koeffizienttyp auf sich. Was muss ich hierbei wählen. Die Ergebnisse ändern sich nicht großartig bei der Wahl bisher.

Danke

Edit: Diese Problem ist dann wohl eher sinnvoller in CFD bzw. Fluid zu lösen oder?

[Diese Nachricht wurde von cenit1987 am 22. Apr. 2014 editiert.]

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Die Wärmeabgabe mit einer Strömungsberechnung zu beschreiben würde die Genauigkeit der Temperaturverteilung auf der Oberfläche sicherlich erhöhen. Nach meiner Meinung hätte das aber nur Sinn, wenn der Wärmeübergang zwischen Heizplatte und Form ordentlich beschrieben werden kann.
(Man muss mit einem ungleich verteilten Luftspalt von einem 1/10 mm rechnen.)

In einem ersten Schritt sollte man nur mit Konvektion und Strahlung (womöglich in die Konvektion einbezogen) rechnen. Bei der guten Wärmeleitfähigkeit des Aluminium wird es vermutlich keine großen Temperaturunterschiede geben.

Es kommt darauf, was erreicht werden soll.
Will man etwas Schönes rechnen oder soll die Realität angehäert werden.

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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Danke.

Wie ist das zu verstehen: Strahlung in die Konvektion einbeziehen?. Soll ich die Strahlung weglassen und stattdessen den Schwerpunkt auf Konvektion legen bzw. dessen Werte etwas erhöhen?

Erreicht werden soll schon was schönes, was halbwegs der Realität entspricht. Also muss nicht auf das Komma genau sein 

Also mit CFD/Fluid hatte ich noch nicht zu tun, hab mal reingeschaut. Dort gibt es ja noch viel mehr Einstellungsmöglichkeiten. Da wüsste ich jetzt auf anhieb auch nicht was ich einstellen müsste 

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