ELCUT
Новый подход
к моделированию полей

Главная >> Применение >> Типовые примеры >>

Температурный отклик на быстрое изменение температуры внешней среды

начальные условия теплопередачи, охлаждение провода, изменение температуры, конвективное охлаждение, термоудар

Определить температурный отклик медного провода диаметром d, с начальной температурой T0, который быстро внесли в воздух с температурой Tвозд. Коэффициент конвекции с поверхности провода равен α.

Тип задачи:
Плоско-параллельная задача нестационарной теплопередачи с граничными условиями конвекции.

Геометрия:
Температурный отклик на быстрое изменение температуры внешней среды Определить температурный отклик горячего медного провода, который быстро внесли в холодный воздух Медь ( C, ρ, λ ) Воздух Ød T0 Tвозд , α

d = 0.1 см

Дано:
Температура провода T0 = 150°C,
теплопроводность λ = 391 Вт/м·K,
теплоемкость c = 383 Дж/кг·K,
плотность ρ = 8930 кг/м³;
Температура воздуха Tвозд = 40°C,
коэффициент конвекции с поверхности α = 10 Вт/K-м².

Задача:
Определить изменение температуры провода во времени.

Решение:
Для получения точного решения шаг интегрирования был выбран равным 1 секунде.
Аналитическое решение*: (T - Tвозд) / (T0 - Tвозд) = exp(-0.0117·t)

Результаты

 

Температура, °C

Время ELCUT Источник*
30 с 117.5 117.4
60 с 94.6 94.5
120 с 67.1 67.0

Температурный отклик на быстрое изменение температуры внешней среды

  • Видео: Температурный отклик на быстрое изменение температуры внешней среды
  • Смотреть на YouTube.
  • Скачать файлы задачи

    Источник
    *Frank Kreith, Raj M. Manglik, Mark S. Bohn "Principles of Heat Transfer", Cengage Learning, Jun 10, 2010 - Technology & Engineering - 696 pages, Page 119, Example 2-10.

    ELCUT 6.4. Обзор возможностей 3D анализа