Расчет времени за которое достигается определенная температура

[Entomo 4]

Всем доброго времени суток

 

Вопрос по Flow Simulation

 

Пока не размещаю скрины, вкратце описываю суть проблемы, а потом если понадобится по ходу размещу. Итак мой вопрос - как рассчитать время за которое тело (таящий лед а затем образовавшяся из него вода) находящееся в воздухе с бесконечным объемом (ну то есть не ограниченное помещение, а просто открытое воздушное пространство) достигнет определенной температуры - в моем случае 5-7 градусов Цельсия ?

 

Там в принципе задача немного сложнее чем открытое пространство - лед в коробке из термоизолированного картона толщиной 3,5 мм, но я думаю с этим я разберусь если буду знать сам принцип. То есть мне непонятно как решать нестационарную задачу где известны начальные температуры, теплопроводности, материалы и газ, но неизвестно время достижения определенной температуры (конкретно в моем случае - воды после таяния из льда).   

Изменено 13 июня 2016 пользователем Entomo

[Bonusfrag 104]

Здравствуйте! С первым сообщением Вас и добро пожаловать на форум САПР2000

 

Эта задача не решается во FS. В FS нет границы раздела жидкость-газ. Можно решать или только жидкость, или только газ.

Во FlowVision нет фазового перехода (пока нет), но есть граница раздела газ-жидкость, и нагрев воды окружающим воздухом посчитать можно. 

[Entomo 4]

Здравствуйте! С первым сообщением Вас и добро пожаловать на форум САПР2000

 

Эта задача не решается во FS. В FS нет границы раздела жидкость-газ. Можно решать или только жидкость, или только газ.

Во FlowVision нет фазового перехода (пока нет), но есть граница раздела газ-жидкость, и нагрев воды окружающим воздухом посчитать можно. 

1. Спасибо за приветствие

2. Фазовый переход и не нужен. Изначально вода при 273,3 К  - то есть уже растаявший лед

3. Как посчитать "нагрев воды окружающим воздухом" ?

4. А вода собсно и не граничит с воздухом. Вода получившаяся после таяния льда находится в полиэтиленовой упаковке толщиной 0,1 мм. Можно считать что воздуха там нет. То есть внутри вода граничит с полиэтиленом, а полиэтилен с воздухом (внешним по отношению к полиэтилену с водой)

Изменено 13 июня 2016 пользователем Entomo

[Entomo 4]

А вода собсно и не граничит с воздухом. Вода получившаяся после таяния льда находится в полиэтиленовой упаковке толщиной 0,1 мм. Можно считать что воздуха там нет. То есть внутри вода граничит с полиэтиленом, а полиэтилен с воздухом (внешним по отношению к полиэтилену с водой)

И вообще - Бог с ними с фазовыми переходами, водой и льдом. Забудем о них. Будем считать что у меня сплошной объем полиэтилена при 273,2 К в воздухе при 293,2 К. Как мне определить время за которое полиэтилен нагреется до 278,2 К ? То есть мне непонятен сам принцип как в SolidWorks определяется время достижения определенной температуры элементом (элементами) системы. С фазовыми переходами и границами я разберусь потом.  

Изменено 13 июня 2016 пользователем Entomo

[Bonusfrag 104]

1. Спасибо за приветствие

2. Фазовый переход и не нужен. Изначально вода при 273,3 К  - то есть уже растаявший лед

3. Как посчитать "нагрев воды окружающим воздухом" ?

4. А вода собсно и не граничит с воздухом. Вода получившаяся после таяния льда находится в полиэтиленовой упаковке толщиной 0,1 мм. Можно считать что воздуха там нет. То есть внутри вода граничит с полиэтиленом, а полиэтилен с воздухом (внешним по отношению к полиэтилену с водой)

п.3 - во FlowVision это будет так - создается объем, в нем начальными условиями задаются сверху воздух одной температуры, снизу вода другой температуры. При включенной опции теплообмена далее за Вас всё сделает солвер.

п.4 - не буду на 100% утверждать, но мне кажется, что этого в FS тоже нет. Можно нарисовать замкнутый объем с водой температуры Т1, на стенках этого объема включить температуру Т2, и считать нестационар. 

Но это будет не совсем корректно, т.к. в реальности у вас не Т2 на стенке, а переменная температура, обусловленная всеми имеющимися процессами, включая конвекцию.

Во FlowVision можно смоделировать эту задачу вместе с жестким пакетом и соответствующими свойствами материала пакета, которые будут влиять на теплоотвод, и с воздухом вокруг пакета, который даст правильную переменную температуру стенки.

И вообще - Бог с ними с фазовыми переходами, водой и льдом. Забудем о них. Будем считать что у меня сплошной объем полиэтилена при 273,2 К в воздухе при 293,2 К. Как мне определить время за которое полиэтилен нагреется до 278,2 К ? То есть мне непонятен сам принцип как в SolidWorks определяется время достижения определенной температуры элементом (элементами) системы. С фазовыми переходами и границами я разберусь потом.  

Включаете нестационарный солвер в SW. Там уже будет возможность выводить график зависимости параметра не от номера итерации, а от времени в задаче.

Далее вам надо сформулировать условие останова, скажем, взять мониторинг температуры в ячейке в центре кубика полиэтилена.

для учета теплопроводности в твердом теле в SW вроде была опция heat conduction in solid

[Entomo 4]

Включаете нестационарный солвер в SW. Там уже будет возможность выводить график зависимости параметра не от номера итерации, а от времени в задаче.

Далее вам надо сформулировать условие останова, скажем, взять мониторинг температуры в ячейке в центре кубика полиэтилена.

 

 

А где конкретно в настройках там это ? (У меня 2009 SW) Нестационарный расчет знаю как запускать, а вот то, что Вы назвали остальное - пока не разобрался 

Изменено 13 июня 2016 пользователем Entomo

[Entomo 4]

Во FlowVision нет фазового перехода (пока нет)

А в ANSYS и/или COMSOL есть возможность считать фазовые переходы ? 

[Degen1103 25]

Я бы всё же посоветовал для начала не углубляться в САЕ-системы, а взять любой учебник по теплопередаче или, например, Павлова - "Примеры и задачи по курсу ПАХТ", чтоб разобраться с нестационаром. Скорей всего, никакое моделирование и не потребуется.

[Entomo 4]

Я бы всё же посоветовал для начала не углубляться в САЕ-системы, а взять любой учебник по теплопередаче или, например, Павлова - "Примеры и задачи по курсу ПАХТ", чтоб разобраться с нестационаром. Скорей всего, никакое моделирование и не потребуется.

Что Вы скажете на следующий мой Вам контраргумент: я привел простейший пример дабы разобраться как в принципе в SW определяется время ? На самом деле мои задачи на порядок сложнее. У меня здесь вопрос не по теплопередаче, а по принципиальной возможности вычислить время именно в SW. Простые и сложные случаи касательно теплопередачи я разбираю вне этого форума. Возможно и на специализированных форумах другого профиля. Думал, что не составит труда ответить на мой вопрос о времени. Но пока разбираюсь сам. Кое-что буквально минут десять назад в SW у меня получилось без посторонней помощи. Хотелось бы сравнить с тем, что посоветуют специалисты   

[AlexKaz 1 825]

"лед в коробке из термоизолированного картона" - задать на коробке условие адиабатической стенки.

" Будем считать что у меня сплошной объем

полиэтилена при 273,2 К в воздухе при 293,2

К. "

Вы обрисовали классическую задачу теплопроводности через многослойную стенку. Слои: вода, полиэтилен, воздух. У границы воздух - полиэтилен задан к-т теплоотдачи, у границы вода - коробка к-т теплоотдачи 0 (адиабат. стенка), а также известны начальные температуры воды и полиэтилена. Известны теплоёмкости и плотности материалов. Солид да и любой другой пакет решит без проблем.

Насчёт льда - может и неверно, но можно решить в обход если знать, какое количество теплоты содержит ваш объём льда.

[Entomo 4]

Спасибо

[Bonusfrag 104]

Думал, что не составит труда ответить на мой вопрос о времени. Но пока разбираюсь сам.

 

как я сказал выше - нужно включить нестационар и настроить критерии останова - цели.

 

В документе Tutorial-SOLIDWORKS Flow Simulation 2015 есть пример Conjugate Heat Transfer,

вам надо разобрать его или аналогичный,

особенно внимательно нужно смотреть часть - Specifying Engineering Goals

 

нужное вам время есть время выхода цели на стационарное значение. Цель - например температура внутри ячейки в центре тела

[Entomo 4]

В документе Tutorial-SOLIDWORKS Flow Simulation 2015 

Спасибо большое. А этот документ есть в открытом доступе ? Я по английски читаю, но в силу того, что предпочитаю версию 2009 года дальше книг тех лет не копал 

[Bonusfrag 104]

Спасибо большое. А этот документ есть в открытом доступе ? Я по английски читаю, но в силу того, что предпочитаю версию 2009 года дальше книг тех лет не копал 

вот в гугле нашел - 

https://mahdiy.files.wordpress.com/2011/12/solidworks-flow-simulation-2012-tutorial.pdf