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Hallo zusammen,

ich habe mal wieder eine Frage.
Wie kann ich in Ansys am Besten ein Bauteil aus Material X in ein anderes Material einbeten?
Mir geht es darum das ich ein Bauteil aus einem Material habe, dieses wird von Luft vollständig umströmt. Die Bewegung der Luft kann dabei vernachlässigt werden. Messungen haben ergeben, dass die Temperaturen sich in unterschiedlichen Bereichen stark verändern, wenn die die Differenzen der Temperatur durch Konvektion direkt auf das Material auftrage sind die grenzen zu strikt. Aus diesem Grund soll das Material wie in der Realität in Luft liegen und die Luft bekommt die Temperatur.
Im DesignModeler habe ich dazu zwei Körper erstellt, einmal die Luft und meinen Versuchskörper, der Versuchskörper wird dabei vollständig von der Luft umschlossen. Die Berechnung der Temperatur führt bei der Auswahl von Luft als Material aber zu falschen Ergebnissen. Der Versuchskörper wird wärmer als die aufgetragen Temperatur.
Könnt ihr mir sagen welcher Modellaufbau hier sinnvoll ist?
Gibt es eine Möglichkeit ohne Erstellung einer Umgebung die Temperatur aufzutragen?

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Zitat:

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Original erstellt von Iceman2212:
..... ein Bauteil aus einem Material habe, dieses wird von Luft vollständig umströmt. Die Bewegung der Luft kann dabei vernachlässigt werden.

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Warum?

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Grüße, Moe

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Moin,
warum die Strömung vernachlässigt werden kann?
Es liegen keine Informationen vor. Die Luftströmung wurde nicht gemessen, daher gibt es keine Informationen über die Richtung und Geschwindigkeit. Es wurden lediglich Messungen der Temperatur durchgeführt. Diese Ergebnisse liegen vor.
Ich hoffe das beantwortet deine Frage.

[Diese Nachricht wurde von Iceman2212 am 05. Nov. 2015 editiert.]

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Schon, der Beitrag beantwortet die Frage, aber die Reaktion darauf wird nicht gefallen:
Dass keine Informationen über die umgebende Luft vorliegt heißt ja nicht, dass man sie einfach vernachlässigen kann. Es kann also sehr wohl entscheidend sein, die Luft mit zu modellieren.

Ohne die Situation genauer zu kennen, wird eine Beratung hier im Forum knifflig.
Es gibt den Wärmetransport über Wärmeleitung, Wärmestrahlung und Konvektion. Wenn der Wärmetransport von der Konvektion dominiert wird (Siehe auch Wikipedia: natürliche Konvektion) ist eine Vernachlässigung dieses Effektes bei der Analyse genauso gut wie würfeln.

Also am Besten mal ein bisschen genauer beschreiben, wie die reale Situation ist, dann kann man bessere Hilfestellung geben.

"Messungen haben ergeben, dass die Temperaturen sich in unterschiedlichen Bereichen stark verändern, wenn die die Differenzen der Temperatur durch Konvektion direkt auf das Material auftrage sind die grenzen zu strikt. "
Diesen Satz verstehe ich nicht. Die erste Hälfte könnte man so interpretieren, dass es innerhalb des Bauteils verschiedene Temperaturen gibt. Wodurch? Hat das Bauteil in der Realität am Anfang eine gleichmässige Temperatur und kühlt dann unterschiedlich schnell ab? Durch natürliche Konvektion? Dann ist eine Schätzung von lokalen Konvektionswerte nicht gut zu machen, dazu hilft dann eine Simulation des Wärmeübergangs sehr.
Die zweite Satzhälfte bezieht sich auf eine Wärmeleitungssanalyse mit Konvektionsrandbedingungen? Und dabei sind die Temperaturvorgaben zu dominierend? Tja, vielleicht sind sie eben doch zu stark vereinfachend, weil sie das reale Temperaturgefälle nicht richtig abbilden können. Oder die Konvektionswerte sind einige Größenordnungen zu hoch ("beliebtes" Problem bei Temperaturfeldanalysen und Eingaben im mm Einheitensystem).
Viele Grüße
CG

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Christof Gebhardt

CADFEM GmbH
Marktplatz 2
85567 Grafing
Tel. +49 (0) 8092 7005 65
cgebhardt(at)cadfem.de
www.cadfem.de

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Hallo und danke erstmal,

ich verstehe das Problem. Es handelt es um einen Heißluftofen, indem das Material erwärmt wird. Es stehen leider keine weiteren Messwerte zur Verfügung, aus diesem Grund kann ich nur mit den genannten angaben rechnen. Mir wäre es anders auch lieber.

Messungen haben ergeben, dass die Temperaturen sich in unterschiedlichen Bereichen stark verändern, wenn die die Differenzen der Temperatur durch Konvektion direkt auf das Material auftrage sind die grenzen zu strikt. "
Damit ist gemeint, das es aufgrund von Wartungsöffnungen und schlechter Isolation im Ofen zu unterschiedlichen Temperaturen kommt, diese sind allerdings stark eingeschränkt. Wir haben dazzu 32 Messungen durchgeführt und nur tangential zum Fenster ändert sich die Temperatur. Da das Material während der produktion aber längere Zeit genau hier befindet ist ein Einfluss möglich. Der Einflussbereich ist hier ebenfalls stark eingeschränkt und betrifft ca. 10-15 Prozent des Materials. Daher gehen wir davon aus das auch im Material unterschiedliche Temperaturen vorherrschen, auch wenn diese ausgeglichener sein werden.

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Ok, verstehe das physikalische Problem.
Wie wurde die Analyse definiert und was ist mit dem Ergebnis nicht in Ordnung?
Welche Wärmeübergangskoeffizienten wurden verwendet (bitte inkl. Einheiten)? Wie sieht die Temperaturverteilung aus?
Wenn das übers Forum nicht zu machen ist wg. Geheimhaltung: Den CADFEM Support kontaktieren.

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Christof Gebhardt

CADFEM GmbH
Marktplatz 2
85567 Grafing
Tel. +49 (0) 8092 7005 65
cgebhardt(at)cadfem.de
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Hallo, ich sende euch die Informationen mit Kundennummer an support@cadfem.de.

Als Medium Luft verwende ich die Luft thermisch aus Ansys WB 16.1. oder 16.2.
Die Materialkennwerte der Platte sind Eigentum des Kunden und unterliegen wie du schon geschrieben hast leider der Geheimhaltung.

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