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NFX|热辐射分析

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热辐射(Radiation
物体具有温度而辐射电磁波的现象,物体用电磁辐射把热能向外散发的热传方式。任何物体温度只要高于0,K就会释放热辐射。
不需要介质,如同太阳的热能就是像这样穿过空间传递到地球,光子形式辐射能量移动方向是没有固定的,当来自一个物体表面的辐射光子到达另一个物体的表面时,他们会有发射、反射、透射等现象。

黑体 (Blackbody)
-理想化的物体,能够吸收外来的全部辐射,不发生反射和透射—发射率=1
发射率(Emissivity)
-真实物体的辐射能量与同温度下黑体的辐射能量之比

固体与周围环境之间的电磁能量交换现象

不需要介质

腔体辐射(CavityRadiation)
NFX|腔体辐射(可点击)

腔体空间内表面之间的辐射热交换

  -考虑表面的形状和方向

辐射热交换的区域是光线能够直接到达的地方

  -需要计算不能发生辐射热交换的区域

  -有精确计算方法和积分逼近方法
NFX中热辐射定义

发射率(Emissivity)ε

表面发射的辐射与相同大小和形状的理想黑体的理论发射的比值,用来衡量物体向其环境发射多少热辐射的量度。它是无单位的,范围在0和1之间。

吸收率(Absorptivity)α

衡量物体吸收能量相对强弱的能力,通常来说材料颜色越暗表面越粗糙,其吸率就越近似1。
视角因子(ViewFactor)

定义为从表面A离开的辐射中,碰到表面B的比例。

*表格数据参考Issue No 114 Thermal Emissivity and Radiative Heat Transfer

吸收率(Absorptivity) α
衡量物体吸收能量相对强弱的能力,通常来说材料颜色越暗表面越粗糙,其吸率就越近似1

反射率 (Reflection) ρ

物质表面反射辐射的能力

透射比(Transmittance) τ

特定波长透射的入射辐射的占比

视角因子(ViewFactor)

视角因子是一个纯几何量,与表面性质和温度无关。在辐射热传中,视角因子(viewfactorFA→B定义为从表面A离开的辐射中,碰到表面B的比例。系数介于01之间。

举例:

第一步:

几何导入

*支持soildworks装配体材料导入

第二步:
材料和单元特性定义

方法1:通过程序自带材料库定义

方法2:通过材料导入功能,导入之前模型中的数据

定义单元特性(分别定义灯具、灯管、灯座)

第三步
网格划分
灯具(6061Alloy)/网格尺寸2mm

灯座(Ceramic Porcelain)/网格尺寸2mm

灯管(Glass)/网格尺寸1mm
第四步

热源-发热量

热对流-灯管

环境温度:28℃
热对流系数:1×10-5 (W/mm2 ℃)

一般空气热对流系数

1.自然对流:3×10-6 ~12×10-6 (W/mm2℃)

2.强制对流:10×10-6 ~100×10-6 (W/mm2℃)

注1:几何间的接触面不用考虑空气热对流

注2:不同边界&载荷建议使用不同组名称

同样的方法定义灯具和灯座

若考虑热辐射
灯具热辐射假设参数说明

第五步:

接触参数

手动焊接接触

灯管&灯座_焊接接触(面对面接触)
灯具&灯座_焊接接触(面对面接触)

第六步:
分析工况定义及查看结果
热辐射需要定义传热参数
考虑辐射热使用增量步计算

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来源:midas机械事业部
焊接MeshFreeNFX理论材料
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首次发布时间:2023-03-22
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