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【Thermal Desktop官方教程12】热管传热仿真分析

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作者 | Tsinglin  

首发 | CFD学习与应用(ID:CAE_er)


作者简介

Tsinglin,现就职某研究院航天热控工程师,主要从事空间实/试验平台和载荷先进热控与环控技术的研究研制工作。具备如下软件工程应用经验。如果大家有以下软件学习和应用的问题,欢迎联系小编来交流。

如果您单位或学校有空间平台及载荷热控项目合作需求,也可以私信小编哦!

学习目标

  • 使用AutoCAD创建直线和多段线

  • 基于CAD线创建FloCAD管道模型

  • 模拟恒定传导热管(CCHP/FCHP)

  • 使用contactors(热连接器)


问题描述


在本例中,加热的铝环将使用铝/氨热管(FCHP)连接到风冷(环境温度20℃,与环境空气换热系数取10W/m2/C)铝板上。不考虑辐射,因此铝环除了通过热管外没有其他途径散热。

计算参数如下:

  • 几何尺寸

  • 铝环外圆直径8cm,内圆直径2cm,厚度0.1cm(参数化变量为HotThk)

  • 铝板长度15cm,宽度10cm,厚度0.5cm(参数化变量为PlateThk)

功率

  • 热耗

  • 铝环功率为25W(参数化变量为Power)


具体操作步骤

启动软件

步骤1:双击【heatpipe.dwg】文件启动AutoCAD软件

圆环和铝板已经生成,同时圆环上的热载荷和板上的对流环境也已经生成。这个模型的单位是W,s,cm和°C。

步骤2:点击下图图标,调整模型显示

创建辅助线


步骤1:左侧工具栏点击直线命令图标

步骤2:一次单击圆环顶部中点,平面左侧中点,右侧中点,创建两条直线,作为热管中心线


创建热管


步骤1:如下图,启动创建管道命令

步骤2:按提示,依次先选中刚刚创建的两条直线作为中心线,按两次enter键,直到弹出管道编辑窗口。如下图选择

步骤3:如下图,长度方向划分50个节点

步骤4:如下图,子模型名称为heatpipe,vapor node节点从1001开始

步骤5:如下图,热管直径为0.8cm,壁面面积为0.3cm2,材料为铝


创建热连接


步骤1:如下图,启动contactor命令

步骤2:按照提示先选中热管,按enter键,再选择环面和平面,按enter键,弹出contactor编辑对话框,如下图,依次设置后,点击show calcs

弹出记事本,显示连接状态如下图

图形上显示如下图,红色表示未连接

运行计算


步骤1:如下图,打开case管理面板

步骤2:如下图,选中case0,点击运行

运行完成后,自动弹出温度云图界面

附加练习1


将热管中心线改为圆角


步骤1:如下图,调整模型显示

步骤2:如下图,选择圆角,然后命令行输入R,输入圆角半径1.5,依次选择两条直线,生成圆角如下图所示

再次编辑修改管道设置


双击PIPE.1,弹出编辑管道面板,修改中心线,如下图,先选中原来的两条曲线,点击delete,然后选择add,在图形窗口依次选中曲线,按enter,再点击确认。

通过调整模型显示,热管如下图所示

运行计算


同上运行计算,结果如下图所示

附加练习2


修改热管类型


步骤1:双击PIPE.1进入管道编辑面板,如下选择NC-gas热管类型,如下图,选择工作工质为氨气

步骤2:如下图,可以选择气体类型,本案例保持默认空气。如下图所示,空气质量设置为0.0001kg

运行计算


同上运行计算,结果如下图所示,圆环温度升高相比之前的热管。

    

-END-

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来源:CFD学习与应用
ACT航天AutoCAD材料热设计试验管道
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-10-20
最近编辑:1月前
Tsinglin
硕士 | 工程师 专注热&流体仿真及实验
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