Simulación térmica de una barra solida redonda
Enviado por Christopher • 7 de Enero de 2019 • 1.755 Palabras (8 Páginas) • 246 Visitas
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[pic 21]
[pic 22]
Lo que comprueba el resultado dado en la simulación.
Tabla No. 1 – Tabla de análisis de conducción de una barra redonda.
Análisis térmico de conducción de una barra redonda
Node
Value (Celsius)
X (mm)
Y (mm)
Z (mm)
10226
100
11.12383175
13.948843
200
463
95.714
3.09809685
17.57019234
191.4285736
81
88.571
8.92061996
15.45096779
177.1428528
9537
80.714
11.4681282
13.66718197
161.4285736
9570
70.714
11.4681282
13.66718197
141.4285736
9626
56.429
11.4681282
13.66718197
112.8571472
64
40
8.92061996
15.45096779
80
9742
25
6.10206318
16.76528168
49.99999237
9788
15
11.4681282
13.66718197
29.99999809
9838
0
11.12383175
13.948843
0
En esta tabla se muestra la variación de temperatura dado la posición del punto seleccionado. Los valores de X, Y y Z representan las coordenadas donde se ubica el cambio de temperatura.
Grafica No. 1 – Valores de temperatura en función del número de interacciones.
[pic 23]
Figura No. 3 – Resultados como grafica vectorial re flujo de calor.
[pic 24]
En esta grafica se observa la trasferencia de calor como un campo vectorial, se puede ver que los vectores presentan magnitud uniforma y de un mismo color.
- Barra redonda solida de acero, análisis de convección.
A continuación, se realizará un análisis térmico por convección, para ello se necesita remplazar las condiciones de frontera para una donde se involucre la convección con el objetivo de tener el mismo flujo térmico y la misma potencia de 8W.
“Primero, se debe definir la temperatura ambiente, se quiere que el foco frio de la barra este a 0°C (273K). Si se quiere introducir la temperatura igual a la usada anteriormente entonces el coeficiente de convección debe ser infinito, es por ello que la temperatura ambiente debe de ser por debajo de 0°. Para cumplir con esto se utilizará una temperatura ambiente de -10°C.” [1]
Utilizando la formula #2 y despejando h se tiene el siguiente calculo teórico.
[pic 25]
[pic 26]
Figura No. 4 – Resultados de simulación térmica de barra de acero por convección.
[pic 27]
En esta figura se muestran los resultados de la simulación térmica por convección, en esta simulación se utilizó el coeficiente de expansión térmica de 800W/m^2K y una temperatura ambiente de 263K, cabe destacar que la transferencia en esta simulación posee el mismo comportamiento que en la simulación mostrada en la figura No. 1.
Figura No. 5 – Resultados de simulación de potencia calorífica por convección.
[pic 28]
En esta figura, aunque no se pueda observar de manera clara se observan las potencias de entrada y salida de la barra. Se puede ver que, para la sección con el foco caliente, la potencia de entrada son 8.01 Watts y la de salida 0 Watt. Para el foco frio, se tiene que la potencia de salida es de -8.01Watts y la de entrada 0 Watts, confirmando que la potencia calorífica coincide con la mostrada en la simulación en la figura No. 2.
Tabla No. 2 – Tabla de análisis de convección de una barra redonda.
Análisis térmico de conducción de una barra redonda.
Node
Value (Celsius)
X (mm)
Y (mm)
Z (mm)
10218
100
14.74112415
10.05032825
200
82
...