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Korpertemperatur.JPG temperaturundKonvektion.JPG

Hallo,
ich bin New was Ansys angeht.
könnte mich Jemand helfen bei der Berechnung der Wärmestrom im Zylinderstab (elektrischer Leiter)
Wärmestrom = (Lambda x Mantelfläche x Delta T)/dicke des Leiters.

Beispiel 1: Durchmesser 0,01 m und Länge 0,5 m daraus ist die Mantelfläche des Zylinders A = 0,015707 m^2
Wärmeleitfähigkeit lambda = 400 W/mK, Körpertemperatur 85 °c,
Ich gehe davon aus das die Dicke des Zylinders gleicht den Durchmesser, also Dicke = 0,01 m; stimmt?

Wärmestrom = 400 [W/m.K] x 0,015707 [m^2] x (273,15 [K] + 85 [°C]))/0,01 [m] = 225.018,482 [W]

Bei der Simulation mit Ansys bekomme ich eine Wärmestrom  = 9,6123e-020 [W] (Reaktionstichprobe)

Wieso rechnet Ansys nicht genauso wie ich?
Kann man irgendwie lesen welche Formel Ansys verwendet hat?

Im Beispiel 2: sind die Temperatur, die Konvektion und die Strahlung als Randbedingungen vorausgesetz.
Wärmeübergangskoeff. Alpha = 2 [W/m^2.K], Emissiongrad = 0,03

Welche Formel soll ich im Fall eines Zylinderstab benutzen, um die Wärmestrom (Wärmebilanz) zu berechen?
Danke

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Welcher Wärmestrom soll denn berechnet werden?
In einem auf eine gleichmäßige Temperatur gebrachten Leiter ist der Wärmestrom Null.
Was sich berechnen lassen würde, wäre der Wärmestrom durch die Leiteroberfläche infolge Konvektion.

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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>>Kann man irgendwie lesen welche Formel Ansys verwendet hat?

Schau in die Online-Hilfe!
Mechanical APDL Theory Reference
https://support.ansys.com/portal/site/AnsysCustomerPortal/template.fss?file=%2Fprod_docu%2F15.0%2FANSYS+Mechanical+APDL+Theory+Reference.pdf
Mechanical APDL Thermal Analysis Guide
https://support.ansys.com/portal/site/AnsysCustomerPortal/template.fss?file=%2Fprod_docu%2F15.0%2FANSYS+Mechanical+APDL+Thermal+Analysis+Guide.pdf

Die drei Mechanismen der Wärmeübertragung:
Leitung http://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmeleitung
Strömung http://de.wikipedia.org/wiki/Konvektion
Strahlung http://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmestrahlung

Verstehe ich Deine Beschreibung richtig:
Ein zylinderförmiger Stab wurde auf 85C erwärmt und Du willst die Abkühlung bei Umgebungstemperatur berechnen?

>>Wärmestrom = (Lambda x Mantelfläche x Delta T)/dicke des Leiters.

Das würde gelten, wenn Du die Wärmeleitung von einem Ende des Drahtes zum anderen berechnen wolltest.

>>Ich gehe davon aus das die Dicke des Zylinders gleicht den Durchmesser

Da willst Du wohl die Wärmeleitung vom Kern zur Außenwand berechnen.
a) Die Dicke wäre dann der halbe Durchmesser!
b) Die Formel ist aber so nicht anzuwenden, da die Fläche nicht konstant ist.
A = 2*Pi*R*L mit R = 0 ... D/2
c) (273,15 [K] + 85 [°C]) - das ist Unsinn.
Für Wärmeleitung ist die Temperaturdifferenz zwischen Quelle und Senke zu berücksichtigen. Wenn aber die Außenwand durch Konvektion und Strahlung abkühlt, verändert sich die Temperaturdifferenz mit der Zeit.
Metalle sind gute Wärmeleiter. Daher wird man bei dünnen Drähten die Differenz zwischen Kern und Außenfläche im ersten Anlauf vernachlässigen.

>>Beispiel 2

Da sind die Randbedingungen unvollständig angegeben.

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Rainer Schulze

[Diese Nachricht wurde von Rainer Schulze am 08. Sep. 2014 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von Rainer Schulze am 08. Sep. 2014 editiert.]

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Rainer Schulze

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