Чем заменить тепловое сопротивление

[Undefined42 0]

Пользуюсь SOLIDWORKS сравнительно недавно. Пробую расчитать большой производственный объект (коксовая рампа) на обогрев греющим кабелем. Перед этим делал исследование скорости схождения кокса в flow simulation и очень понравилась работать в этом решателе. 

 

Однако при расчете теплового обмена наткнулся на проблему, что нужно назначать тепловое сопротивление либо коэффициент теплопередачи. И если для простого межстенного контакта это не сложно считается, то для всяких сложных объектов (системы труб, изогнутые объекты) рассчитать тепловое сопротивление представляется нереальным. Как можно решить эту проблему?

[AlexKaz 1 820]

19 минут назад, Undefined42 сказал:

Как можно решить эту проблему?

Чудес не бывает. Софт за Вас коэффициенты не забьёт. Если коэффициенты не известны - замеряйте свой исследуемый объект, создавайте модель, подбирайте коэффициенты так что поведение в модели и в замере совпадало с некоторой погрешность. Далее можете экстраполировать результат на похожие на производстве объекты. Естественно, постоянно потребуется контролировать коэффициенты на реалистичность.

[Undefined42 0]

2 часа назад, AlexKaz сказал:

Если коэффициенты не известны - замеряйте свой исследуемый объект, создавайте модель,

Мне трудно представить как замерять рампу с размерами 74000х6500х36000 и теплопередачу через неё да и непонимаю зачем.

Есть модель в которой по сути и задана толщина в 3д виде, назначены материалы с заданными теплопроводностью и теплоемкостью.

 

В связи с этим не понятно зачем нужно считать коэффициенты теплопередачи по сумасшедшим формулам (если мы говорим о нестандартных гранях и телах) если по идее программа должна уметь расчитывать их. Сумбурно выразился, но надеюсь понятно. 

[karachun 2 038]

15 минут назад, Undefined42 сказал:

В связи с этим не понятно зачем нужно считать коэффициенты теплопередачи по сумасшедшим формулам (если мы говорим о нестандартных гранях и телах) если по идее программа должна уметь расчитывать их.

Это можно. Но для этого нужно замоделировать все балки в вашей раме объемными элементами и решить связанную задачу теплообмена. Т.е. считать и материал балок и окружающий воздух. Если сетка будет достаточно мелкой то решатель сам найдет правдоподобные коэффициенты.

Примерно так.

https://www.youtube.com/watch?v=bNWhaitBPqE

 

Ну или считайте по сумасшедшим формулам.

[MotorManiac 130]

4 часа назад, Undefined42 сказал:

на обогрев греющим кабелем

 

Контактная теплопередача или посредством излучения, если второе то тут такое дело может быть.......... :) 

[Undefined42 0]

16 минут назад, MotorManiac сказал:

 

Контактная теплопередача или посредством излучения, если второе то тут такое дело может быть.......... :) 

SS объемный тепловой источник либо поверхность тепловыделения. Есть точные значения обоих параметров, поэтому использовал какой-то из этих параметров. 

 

Но сейчас понимаю, что основная проблема в моей задаче была связана скорее всего с моим затупом, а именно с неправильно заданными целями по сходимости.  Как буду за пк, проверю свою догадку

[Jesse 958]

1 час назад, karachun сказал:

Ну или считайте по сумасшедшим формулам.

в этом случае (гигантской модели с кучей элементов!) формулы не сумасшедшие, а спасительные!

[MotorManiac 130]

2 минуты назад, Undefined42 сказал:

скорее всего с моим затупом, а именно с неправильно заданными целями по сходимости.

Ну дай Бог что так, но это не точно :)

[Undefined42 0]

29 минут назад, MotorManiac сказал:

 

Контактная теплопередача или посредством излучения, если второе то тут такое дело может быть.......... :) 

Upd. Теплопередача контактная да. 

[MotorManiac 130]

2 минуты назад, Undefined42 сказал:

Теплопередача контактная да. 

Вот к этому, я бы присмотрелся.  Можно греющий элемент сжечь если тепло к стенке не передать

[Undefined42 0]

11 минут назад, MotorManiac сказал:

Вот к этому, я бы присмотрелся.  Можно греющий элемент сжечь если тепло к стенке не передать

То есть если нет непосредственного контакта между греющим элементом и поверхностью на которую передается тепло, а есть воздушный зазор?

Припоминаю что есть такое в модели.

У меня в модели к объекту "греющий кабель" назначено условие объемная теплоотдача, а на поверхности теплоприема назначен тепловой контакт. 

 

Т.к. кабель выглядит как кабель то он где-то непосредственно соприкасается с нагреваемой поверхностью, а где-то есть зазор воздушный. 

Чем мне это грозит, расскажите если не сложно)

1 минуту назад, Undefined42 сказал:

 

Зазоры появились после того как подгонял геометрию, так как когда полностью теплоприемная поверхность облегала кабель то sw ругался на недопустимые пересечения (кабель импортировал из другого cad'а)

[MotorManiac 130]

2 часа назад, Undefined42 сказал:

74000х6500х36000

 

А вы на полном серьезе хотите дискретизировать данный объем простраснтва сеткой ? и получить решение ? :) 

 

У меня похожая задача, только греющие элементы - спирали посредством которых нагревается футеровка.

Из технологии нагрева, мне известна тепловая мощность которую я должен передать футеровке. Проблема заключается в том, что бы передать эту мощность с м2 спиралей, при этом не превысив их допустимую Т (в противном случае проволока сгорит). Для этого нужно знать угловые коэффициенты системы для расчета C приведенного в уравнении Стефана-Больцмана.

Собственно, можете посмотреть какая дискретизация нужна для того что бы это определить. К слову, диаметр проволоки 2мм.

 

 

 

 

После, данного решения, можно определяться с конфигурацией греющих элементов (площадь, шаг спирали, диаметр проволоки, межцентровое расстояние греющих элементов и др.) 

В вашем случае я бы действовал примерно так же :)

 

[Undefined42 0]

29 минут назад, MotorManiac сказал:

 

А вы на полном серьезе хотите дискретизировать данный объем простраснтва сеткой ? и получить решение ? :) 

 

Увы, но вы угадали. Да у меня есть куча отдельных моделей-проектов где у меня только область возле провода, возле рассекателя, возле затвора, только поверхность рампы, футировка и кабель, но в любом случае сетка везде не самая подробная. Если честно не заморачивался, так как кабель относительно крупный в диаметре.
 

 

32 минуты назад, MotorManiac сказал:

У меня похожая задача, только греющие элементы - спирали посредством которых нагревается футеровка.

Из технологии нагрева, мне известна тепловая мощность которую я должен передать футеровке. Проблема заключается в том, что бы передать эту мощность с м2 спиралей, при этом не превысив их допустимую Т (в противном случае проволока сгорит). Для этого нужно знать угловые коэффициенты системы для расчета C приведенного в уравнении Стефана-Больцмана.

Собственно, можете посмотреть какая дискретизация нужна для того что бы это определить. К слову, диаметр проволоки 2мм.

Это действительно очень интересно, буду рад любым крупицам инфы если они не являются корпоративной тайной)

В общем и целом я учавствую на научно-технической конференции и поставлена задача исключить примерзание кокса в зимний период времени. Одним из предлагаемых решений выбрали обогревающий кабель. Выбрали поставщика, узнали по стоимости, они прислали нам данные кабеля (температура поддержания, изоляция, мощность, размеры, энергопотребление). Но вот опять же, нет к примеру схемы подключения кабеля и прокладки. Поэтому сделал по наитию, насколько это далеко от истины остаётся только догадываться 

UPD. Заметил ссылочку внизу

[MotorManiac 130]

28 минут назад, Undefined42 сказал:

Но вот опять же, нет к примеру схемы подключения кабеля и прокладки. Поэтому сделал по наитию, насколько это далеко от истины остаётся только догадываться 

Вот именно в этом и будет заключаться ваша работа :)

 

Создавайте расчетную модель, потом программируйте ее итд итп. Просто нажать кнопку - так данные проги не работают. Точнее работают, но нужен суперкомп :) 

[AlexKaz 1 820]

4 часа назад, Undefined42 сказал:

поставлена задача исключить примерзание кокса в зимний период

О, известная тема. Висела года два на сайте для студентов "профстажировки.рф". Никто не хотел бесплатно заморачиваться. А я хотел - но руководство отмолчалось, типа "слишком мелко" :) Руководству может и мелко, а мне в самый раз. Успехов.

Изменено 30 июня 2021 пользователем AlexKaz

[Undefined42 0]

15 минут назад, AlexKaz сказал:

О, известная тема. Висела года два на сайте для студентов "профстажировки.рф". Никто не хотел бесплатно заморачиваться. А я хотел - но руководство отмолчалось, типа "слишком мелко" :) Руководству может и мелко, а мне в самый раз. Успехов.

Спасибо:)

[soklakov 1 475]

11 часов назад, Undefined42 сказал:

Но вот опять же, нет к примеру схемы подключения кабеля и прокладки. Поэтому сделал по наитию, насколько это далеко от истины остаётся только догадываться 

попробуйте решить плоскую задача - два рядом лежащих участка кабеля.

мощность телпловыделения - известна, либо задается термостатирование.

коэффициент теплоотдачи на воздух можете смело брать 5 Вт/м2/К

если крыша не толстая и с потолка внутрь есть еще теплосъем - задавайте. с той же альфой и теплоотдачей. температура и там и там может быть 20 С, некритично, как теплосъем внутрь.

 

найти: оптимальное "рядом лежащих".

подсказка: для ответа, может, вообще не придется открывать сае.

[MotorManiac 130]

10 часов назад, soklakov сказал:

найти: оптимальное "рядом лежащих".

 

Да, там еще тепловой поток будет релаксировать через стенку агрегата, тоже надо учесть. Вообще странно, почему от газового отопления отказались ? дешево и эффективно

[an_rushin 128]

59 minutes ago, MotorManiac said:

 

Да, там еще тепловой поток будет релаксировать через стенку агрегата, тоже надо учесть. Вообще странно, почему от газового отопления отказались ? дешево и эффективно

газ -> германия :)

 

[AlexKaz 1 820]

Ребятки ещё не в курсе, что тэны и провода - это аццки дорогая весчь, менять её надо периодически. Электроэнергия для коммерсов в РФ внезапно дороже чем в Европе Поэтому все эти оптимизации и конкурсы - чушь. Да и газ не дешевеет заметно.

Коммерсы наслушались про всемирное потепление и потихонечку перестали учитывать значительные минусовые температуры зимой. В эту зиму с недельными морозами за сорокет их фейспалм особенно удался,