Нестационарная теплопроводность круглой пластины с граничными условиями конвекции и заданной температуры
Верификационные тесты ЛИРА-САПР / Нестационарная теплопроводность круглой пластины с граничными условиями конвекции и заданной температуры / W.H.McAdams, Transmission de la chaleur, Paris, Dunod, 1961.
Тип анализа: нестационарный термический.
Источник: W.H.McAdams, Transmission de la chaleur, Paris, Dunod, 1961.
Геометрия:
D=0.2м
Характеристики материалов:
Коэффициент теплопроводности: λ=48.822 Вт/м °C.
Удельная теплоемкость: Cp=669 Дж/кг °C.
Удельный вес: ρ=7200 кг/м3.
Граничные условия:
коэффициент конвективной теплоотдачи he=232,5 Вт/м2 ° C,
Температура окружающей среды: T e = 1000 ° C.
Начальная температура: T0 = 20 ° C.
Метод расчета, используемый для получения эталонного решения:
- расчет коэффициентов.
- значения по диаграмме Герни-Лурье.
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА:
|
Время(с) |
Искомая величина |
Аналитическое решение |
Результаты расчета (ЛИРА-САПР) |
Погрешность,% |
|
|
600 |
Температура на поверхности |
Т1 (0С) |
461 |
493 |
6.94 |
|
800 |
Т1 (0С) |
550 |
577 |
4.91 |
|
|
1000 |
Т1 (0С) |
637 |
647 |
1.57 |
|
|
1200 |
Т1 (0С) |
686 |
706 |
2.92 |
|
|
1400 |
Т1 (0С) |
735 |
756 |
2.86 |
|
|
1600 |
Т1 (0С) |
774 |
798 |
3.10 |
|
|
1800 |
Т1 (0С) |
813 |
834 |
2.58 |
|
|
2200 |
Т1 (0С) |
873 |
888 |
1.72 |
|
|
2600 |
Т1 (0С) |
910 |
927 |
1.87 |
|
|
3000 |
Т1 (0С) |
936 |
954 |
1.92 |
|
|
3400 |
Т1 (0С) |
951 |
973 |
2.31 |
|
|
3800 |
Т1 (0С) |
970 |
987 |
1.75 |
|
|
600 |
Температура в центре |
Т2 (0С) |
314 |
360 |
14.65 |
|
800 |
Т2 (0С) |
412 |
465 |
12.86 |
|
|
1000 |
Т2 (0С) |
510 |
553 |
8.43 |
|
|
1200 |
Т2 (0С) |
588 |
628 |
6.80 |
|
|
1400 |
Т2 (0С) |
657 |
690 |
5.02 |
|
|
1600 |
Т2 (0С) |
706 |
742 |
5.10 |
|
|
1800 |
Т2 (0С) |
755 |
787 |
4.24 |
|
|
2200 |
Т2 (0С) |
828 |
855 |
3.26 |
|
|
2600 |
Т2 (0С) |
880 |
903 |
2.61 |
|
|
3000 |
Т2 (0С) |
917 |
937 |
2.18 |
|
|
3400 |
Т2 (0С) |
941 |
962 |
2.23 |
|
|
3800 |
|
959 |
979 |
2.09 |
|
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА:
|
Время(с) |
Искомая величина |
Результаты расчета (ANSYS*) |
Результаты расчета (ЛИРА-САПР) |
Погрешность,% |
|
|
600 |
Температура на поверхности |
Т1 (0С) |
472 |
493 |
4.45 |
|
800 |
Т1 (0С) |
556 |
577 |
3.78 |
|
|
1000 |
Т1 (0С) |
627 |
647 |
3.19 |
|
|
1200 |
Т1 (0С) |
686 |
706 |
2.92 |
|
|
1400 |
Т1 (0С) |
736 |
756 |
2.72 |
|
|
1600 |
Т1 (0С) |
778 |
798 |
2.57 |
|
|
1800 |
Т1 (0С) |
814 |
834 |
2.46 |
|
|
2200 |
Т1 (0С) |
868 |
888 |
2.30 |
|
|
2600 |
Т1 (0С) |
907 |
927 |
2.21 |
|
|
3000 |
Т1 (0С) |
934 |
954 |
2.14 |
|
|
3400 |
Т1 (0С) |
954 |
973 |
1.99 |
|
|
3800 |
Т1 (0С) |
967 |
987 |
2.07 |
|
|
600 |
Температура в центре |
Т2 (0С) |
350 |
360 |
2.86 |
|
800 |
Т2 (0С) |
454 |
465 |
2.42 |
|
|
1000 |
Т2 (0С) |
541 |
553 |
2.22 |
|
|
1200 |
Т2 (0С) |
614 |
628 |
2.28 |
|
|
1400 |
Т2 (0С) |
676 |
690 |
2.07 |
|
|
1600 |
Т2 (0С) |
727 |
742 |
2.06 |
|
|
1800 |
Т2 (0С) |
771 |
787 |
2.08 |
|
|
2200 |
Т2 (0С) |
838 |
855 |
2.03 |
|
|
2600 |
Т2 (0С) |
886 |
903 |
1.92 |
|
|
3000 |
Т2 (0С) |
920 |
937 |
1.85 |
|
|
3400 |
Т2 (0С) |
942 |
962 |
2.12 |
|
|
3800 |
|
960 |
979 |
1.98 |
|
Примечание:
Для построения схемы использованы КЭ1509 – четырехугольные КЭ теплопроводности, КЭ1508 – треугольные КЭ теплопроводности, 1555 — двухузловой КЭ конвективного теплообмена.
Количество узлов:251.
Количество элементов:523.
*Чтобы правильно посчитать задачу в ANSYS нужно в файлах *. db заново задать начальные условия (Initial Condition), которые равны T0 = 20 ° C.
Для этого нужно:
Зайти на вкладку Solution, потом выбрать Define Loads, затем Apply, затем Initial Condition, затем
Define и выбрать Ok. В диалоговом окне задать 20 градусов и выбрать ТЕМP (температура).
Комментарии