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heatflux.jpg

Hallo,

ich mache eine thermisch transiente Analyse und möchte dabei die Wärmestromdichte (heat flux) mittels CFD-Post bestimmen.

Ich habe das ganze vorher mit "Zettel und Stift überschlagen":
2 Schichten sind übereinander gestapelt. Platin und Wasser.

Mich interessiert der Wärmestrom durch die Grenzfläche Platin-Wasser.

Dazu die Daten:

c = 28,5 MJ/m³ (Volumenbezogene spezifische Wärme)
Volumen = 6,3*10^-13 m³
Fläche = 4,2*10^-6 m²
dT = 0,14 K (Maximale (Peak) Temperatur an der Grenzfläche Pt - Wasser. Diese Temperaturänderung passier binnen 0.01 Sekunde!

Übertragbare Wärme auf Grund der Temperaturdifferenz zw. Platin und Wasser:
--> Q = V * c * dT = 2,5*10^-7 J

Zum Zeitpunkt t übertragene Wärme:
--> dQ/dt = 2,5*10^-7 j  /  0,01 s  =  6 W/m²

Die mit Ansys CFD Post und der "Expression"
areaAve(Heat Flux)@User Surface 1
bestimmte Wärmestromdichte beträgt 8,85*10^-5 W/m² 

alternativ habe ich auch den Wall heat flux in der Expression
areaAve(Wall Heat Flux)@User Surface 1
probiert und bekomme 42000 W/m².   

Den Wall heat flux Verlauf habe ich exemplarisch mal angehangen so mas man einen Eindruck vom zeitlichen Verlauf bekommt.

Wo ist der Fehler (also mal abgesehen von dem Fehler hier vorm Monitor). Stimmt der Wallheatflux oder der heatflux oder die Überschlagsrechnung nicht?

Ich brauche dringend Hilfe, mir rennt leider gerade die Zeit davon.

Danke und Gruß

Kauf

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Noch ein paar Details in die vielleicht aufzeigen warum ich einen vermutlich falschen Wert für den Heatflux bekomme:

Ich nutze Workbench
Fluent (enthält nur das Mesh vom Wasser) und eine Thermisch Transiente Analyse (enthält nur das Mesh vom Platin) sind per Systemkopplung verbunden
Bei Fluent nutze ich den PISO oder Simple Solver - sollte man hier evtl den Coupled Solver nutzen????
Anschließend werte ich die Ergebnisse per CFD-Post in Workbench aus:

Ich zeichne eine "User Surface" auf die Kontaktseite des Wassers mit dem Platin. Das heißt diese Fläche befindet sich auf der Seite des Wassers.

Anschließend erzeuge ich folgende Expressions um zu vergleichen ob bei einer Expression der richtige Wert raus kommt:

areaAve(Wall Heat Flux)@User Surface 1  -->  42000 W/m²

und

areaAve(Heat Flux)@User Surface 1   -->   8,85*10^-5 W/m²

Meine Lösung von Hand ergibt 6 W/m²

[Diese Nachricht wurde von kaufparkangucker am 19. Feb. 2018 editiert.]

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