Задача 5. Стационарный теплообмен

3D модель

Вернуться на главную

Скачать Модель. Радиатор

Постановка задачи.

Вычислить поле температур при заданных тепловых условиях.

Условия  задачи.

  • Нагрузка. Температура жидкости – 50 0C на входе трубы. На ребрах радиатора задается коэффициент теплоотдачи 2е-5 W/mm2 0C при условии температуры среды в 20 0C
  • Материал. Пластины радиатора – сталь ASTM-A36. Для водного объема задается коэффициент теплопроводности в 5 W/mm 0C.

Для решения задачи выполните следующие действия:

  1. Если приложение Autodesk Simulation Mechanical не установлено на Вашем ПК, перейдите к разделу "Как скачать Autodesk Simulation Mechanical".
  2. Откройте приложение Autodesk Simulation Mechanical. Выполните команду "Пуск → Все программы → Autodesk → Autodesk Simulation Mechanical".
  3. Скачайте файл 3D модели. Скачать Модель. Радиатор.
  4. Для того чтобы открыть 3D модель, выполните следующие действия:
  5. Откройте файл геометрии 3D-модели.

 

Действие

Комментарий

Нажмите на кнопку Open. На экране появится диалог выбора файлов.

Кнопка Open расположена на панели быстрого доступа главного окна приложения

 

Выберите тип файлов геометрии "Autodesk Simulation Archive (*.ach)" в диалоге выбора файлов

Autodesk Simulation Archive (*.ach)

 

Укажите путь к файлу 3D модели, загруженному ранее

Exercise_5.ach

 

Нажмите на кнопку Open диалога

 

 

Выберите в корневом разделе "Units"дерева проекта систему единиц Display Units <Metric mmks>

Units: mmKs

6. Создайте сетку конечных элементов

Примечание. При открытии архивного файла *.ach Autodesk Simulation Mechanical применит к Вашему проекту настройки в соответствии с настройками оригинального *.fem файла. А именно: тип анализа, система единиц измерения, тип элемента по умолчанию, свойства элемента.[а5] 

 

Действие

Комментарий

Выберите панель Mesh

 

 

Нажмите на кнопку 3D Mesh Settings для входа в меню настроек генератора сеток

 

 

Нажмите на кнопку Mesh model для генерации сетки конечных элементов

 

7. Назначение нагрузок и условий

 

Действие

Комментарий

 

Выберите панель View, блок команд Navigate

 

Нажмите на раскрывающуюся кнопку Orientation, выберите значение Back View (вид сзади)

View: Navigate: Back View

 

Выделите узел дерева проекта Parts → Part 2 и нажмите правую кнопку мыши

 

Снимите флаг Visibility в контекстном меню узла дерева проекта Parts → Part 2

 

Выберите способ выделения Rectangle

Selection: Shape: Rectangle

Включите режим выбора ребер Surfaces

Selection: Select: Surfaces

 

Выделите все ребра радиатора

 

 

Выделите отверстия радиатор, удерживая кнопку Ctrl

В результате отверстия радиатора будут исключены из предыдущего набора

 

 

Перейдите на панель Setup

 

Выберите кнопку Convection, расположенную в разделе Thermal Loads

Setup: Thermal Loads: Convection

 

Введите 2e-5 в поле Temperature Independent Convection Coefficient

Temperature Independent Convection Coefficient = 2е-5

 

Введите 20 в поле Temperature

Temperature = 20

 

Нажмите OK для назначения нагрузки

 

 

Установите флаг Visibility в контекстном меню узла дерева проекта Parts

 

 

Снимите флаг Visibility в контекстном меню узла дерева проекта Parts→Part 17

 

 

Перейдите на View

 

Нажмите на раскрывающуюся кнопку Orientation, выберите значение Top View (вид сверху), расположенную в группе Navigate

View: Navigate: Top View

 

Выделите часть коленчатой трубы, которая была скрыта под клапаном

 

 

Перейдите на панель Setup

 

Выберите кнопку Controlled Temperature в группе Thermal Loads

Setup: Thermal Loads: Controlled Temperature

 

На экране появится окно для ввода температуры

Введите 50 в поле Magnitude

Temperature = 50

 

Нажмите OK для назначения нагрузки

 

 

Установите флаг Visibility в контекстном меню узла дерева проекта Parts→Part 17

Part 17

8. Задайте свойства элемента и материалов

 

Действие

Комментарий

 

Выделите узлы дерева проекта, исключая узел Part 2

Parts → Part 1

Parts → Part 3...18

Для удобства сначала выделите все узлы

Parts →(Part 1 ... Part 18), затем снимите выделение с узла Parts →Part 2

 

Выберите команду Edit Material в контекстном меню выделенных узлов Parts →(Part 1, Part 3 ... Part 18)

Edit Material

 

На экране появится окно библиотеки материалов

 

 

Выберите материал Steel (ASTM-A36)

Материал находится в категории Steel material

Steel (ASTM-A36)

 

Нажмите OK для назначения материала выбранным элементам

 

 

Дважды кликните на узле дерева проекта Parts → Part → Material

 

 

На экране появится окно библиотеки материалов

 

 

Нажмите на кнопку Edit Properties для редактирования свойств материалов

Edit Properties

 

Введите значение 5 в поле Thermal conductivity для ввода значения коэффициента теплопроводности

Thermal conductivity = 5

 

Нажмите OK для назначения свойств материала

 

 

Нажмите OK для назначения материала элементу

 

9. Запустите расчет.

 

Действие

Комментарий

 

Перейдите на панель Analysis

 

Нажмите на кнопку Run Simulation для запуска расчета

Analysis: Analysis: Run Simulation

 

Дождитесь окончания расчета

 

10. Просмотр результатов расчета.

 

Действие

Комментарий

 

После завершения расчета в главное окно приложения автоматически будут добавлены новые элементы интерфейса. Среди новых элементов будут такие панели как Results Contours, Results Inquire, View

 

 

Перейдите на панель Results Options

 

 

Нажмите на кнопку Load and Constraint в группе View

При нажатой кнопке будут скрыты символы нагрузок и граничных условий

Results Options: View: Load and Constraint

 

Выделите узлы дерева проекта, исключая узел Part 2

Parts → Part 1

Parts → Part 3...18

Для удобства сначала выделите все узлы

Parts →(Part 1 ... Part 18), затем снимите выделение с узла Parts →Part 2

 

Снимите флаг Visibility в контекстном меню выделенных узлов

В результате на экране останется только узел Parts → Part 2

Visibility