有限元分析-熱分析(編輯修改稿)
2024-09-11 22:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 有傳熱介質(zhì)，而熱輻射無須任何介質(zhì)。 實(shí)質(zhì)上，在真空中的熱輻射效率最高。在工程中通常考慮兩個(gè)或兩個(gè)以上物體之間的輻射，系統(tǒng)中每個(gè)物體同時(shí)輻射并吸收熱量，它們之間的凈熱量傳遞可以用如下斯蒂芬 — 波爾茲曼方程來計(jì)算： q=234。ɡA1F12(T41T42) 式中： ? q為熱流率； ? 234。為實(shí)際物體的輻射率，或稱黑度，它的數(shù)值 處于 0～ 1之間； ? ɡ為斯蒂芬 — 波爾茲曼常數(shù)，約為 108W/； ? A1為輻射面 1的面積； ? F12為由輻射面 1到輻射面 2的形狀系數(shù)； ? T1為輻射面對 1的絕對溫度； ? T2為輻射面 2的絕對溫度。 在 ANSYS熱分析中，在確定分析選項(xiàng)，即Main MenuSolutionAnalysis TypeAnalysis Options的對話框中有一個(gè)選項(xiàng)： Temperature difference，該選項(xiàng)用于確定絕對零度，即需要將目前的溫度值換算為絕對溫度。如果在熱分析過程中使用的溫度單位是攝氏度，則該值應(yīng)設(shè)定為 273。 從上式可以看出，包含熱輻射的熱分析是高度非線性的。 （ 4）比熱容（ Specific Heat）：是指單位質(zhì)量的物質(zhì)每升高（或降低） 1℃ 所吸收（或放出）的熱量，簡稱比熱，其單位為 J/(Kg.℃ )。其計(jì)算公式為： C=Q/（ m.△ T） 式中：△ T= TETB，為 TE為終止時(shí)刻溫度； TB為開始時(shí)刻溫度； Q為該時(shí)間段內(nèi)物體吸收或放出的總熱量； m為質(zhì)量。 （ 5）焓（ Enthalpy）： 定義為 H=U+PV，式中 H為焓， U為內(nèi)能， P、V分別為壓力和體積。 對于常壓情況，上式又可表示為： △ H=△ U+P.△ V=△ Q 說明在常壓條件下，焓的變化即為熱量的變化。 （ 6）生熱率（ Heat Generation Rate）： 生熱率既可以材料屬性的形式進(jìn)行定義，同時(shí)又可以體載荷的形式施加到單元上，用于模擬化學(xué)反應(yīng)生熱或電流生熱，其單位是單位體積的熱流率。 六、穩(wěn)態(tài)熱分析與瞬態(tài)熱分析： （ 1）穩(wěn)態(tài)傳熱： 如果系統(tǒng)的凈熱流率為 0，即流入系統(tǒng)的熱量加上系統(tǒng)自身產(chǎn)生的熱量等于流出系統(tǒng)的熱量，則系統(tǒng)處于熱穩(wěn)態(tài)。在穩(wěn)態(tài)熱分析中任一
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