Hallo Leute,
ich habe ein ziemlich großes Problem mit der Wärmeberechnung bei Thermal von Pro / Mechanica. Darum habe ich es auf das Grundlegende reduziert.
Ich führe einen Würfel mit 100x100x100 Kantenlänge aus Stahl eine Arbeit von Q=1e6 J zu. Meine Materialwerte sind c=473 J/(kg*K) und eine Masse von 7.82 kg
Laut Q=c*m*deltaT ergibt sich daraus ein delta T von 271 K.
Mein Einheitensystem ist: Länge in mm, Masse in g, Zeit in sec und Temperatur in T.
In Mechanica habe ich nun stationäre und transiente Berechnungen durchgeführt. Ich schreibe hier die Werte, die ich in den Fenstern eingegeben habe. Der Ort der Energieeinbringung ist eine Seitenfläche des Würfels.
Zu Stationär (Heat_Load_1):
Umgebungstemperatur: Tb = 20
Wärmeübergangskoeffizient: h = 1e-8 (isoliert)
Q = 1e+6 (Wärmelastfenster)
Diese Werte liefern bei einer Verteilung (im Wärmelastfenster) von Gesamtlast eine Temperatur von 1,677e+9 C°.
Verteilung von Wärme/Zeit/Fächeneinheit bringt 1,677 e+13 C°
Mir ist klar, dass man sich mit den Einheit leicht verhauen kann, aber bei der Umrechnung von J in mm, g, sec und T kann es sich nur um 10-erpotenzen handeln, nicht aber irgendetwas das auf den Zahlenwertunterschied von 271 auf 1,677 e(irgendwas) erklären würde.
Zu Transient (Heat_Load_2):
Umgebungstemperatur: Tb = 20
Wärmeübergangskoeffizient: h = 1e-8 (isoliert)
Leistung(ist das überhaupt Leistung??): Q = 1e+5
Hier steuere ich die Energieeinbringung über eine Werte Tabelle mit 180 Zeilen und 2 Spalten. In den Zeilen 1…10 steht der Wert 1 und von 11…180 der Wert 0. Hier will ich die Energie 10sec lang einbringen und dann 170 sec lang die Wärme im Würfel gleichmäßig verteilen lassen. Da ich mal davon ausgehe, dass die erste Spalte die Sekunden sind und die 2. Spalte der Faktor ist mit dem das Q = 1e+5 (im Wärmelastfenster) multipliziert wird ergibt sich ein Q=1e+6. Also wieder gleiche Werte, oder? . Das Ergebnis liegt allerdings zwischen 2,000e+1 und 2,003e+1.
Meine Fragen sind nun:
1. wie kommen diese Werte zustande?
2. Wo liegt mein Fehler?
3. Wie kann ich das Nachvollziehen?
4. Ist der Wert Q eine Energie//Arbeit?
5. Wann ist Q eine Arbeit und wann eine Leistung?
6. Was sind die Einheiten der Werte in der Tabelle?
7. Welche Einheit hat Q?
8. Ist die Art//Ort der Energiebringung falsch?
Mit freundlichen Grüßen
KnickKnack
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