前提:炉内の水冷却型耐火壁は、次の図に示す条件に従います。冷却面は 125°F のままであると仮定されます。
発見:パイプのフットごとに水により得られる熱。
| 材料 | 壁(パーツ 1) | 耐火物(パーツ 2) | パイプ(パーツ 3) |
|---|---|---|---|
|
伝導率(BTU/s in °F) |
6.254E-4 |
1.1E-5 |
6.254E-4 |
| 表 1:材料特性 | |||
解法手順
この例ではモデルの作成についてのみ扱っています。解析の設定と実行手順については、「輻射、熱伝達、および温度を伴う水冷却壁」を参照してください。
各断面は同一のものです。2D 平面解析を実行できます。対称にするため、以下に示すとおり、単一パイプ周囲の断面図のみがモデル化されます。各材料の輪郭が描画され、モデルは 2D メッシュ ジェネレータでメッシュ処理されます。
モデルのワイヤフレーム(尺度されない)
- 新しい FEA モデルを開始します。
- 解析タイプを[熱:定常熱伝導解析]に設定します。
- 単位系を問題宣言文と一致するよう設定します。[既定の単位をオーバーライド]をクリックして、[単位系]ドロップダウン メニューから[英語(in BTU)]を選択します。 [OK]をクリックして、単位を設定します。
- [新規]をクリックして、モデル名を入力します。
- 新しいスケッチを開始します。ツリー表示の[平面]ブランチにある[平面 2 <YZ(+X)>]を右クリックして、[スケッチ]を選択します。スケッチ平面がグリッドで表示されます。2D 要素に YZ<+X> を選択します。
- [作成]
[作成][長方形]コマンドを使用して壁の長方形を追加します。[パーツ番号]が 1 に設定され、[構造体として使用]チェック ボックスが選択されているようにしてください。 最初の隅を(0,0,0)で、2 番目の隅を(0,12,0.25)で入力します。[適用]をクリックして、長方形を完成させます。 - 耐火物の長方形を追加します。[パーツ番号]を 2 に設定します。最初の隅を(0,0,0.25)で入力し(または壁の既存の隅にスナップして)、2 番目の隅を(0,12,12.25)で入力します。 [適用]をクリックして、長方形を完成させます。
- [X]ボタンをクリックして、[長方形を追加]ダイアログ ボックスを閉じます。
- モデル全体を確認するには、[表示][ナビゲーション][全体表示]を使用します。
- [作成][作成][円][中点及び半径]コマンドを使用して、耐火物に穴を追加します。[パーツ]が 2 に設定されており、[構造体として使用]が選択されていることを確認してください。2 つの点を(0,6,1.75) (中央)および(0,6,1.25) (穴周辺の都合のよい点)で入力します。 [適用]をクリックして、円を完成させます。
- パイプの外側は穴の内側と接触するため、同じサイズの円をパーツ 3 上に描画する必要があります。[パーツ番号]を 3 に設定します。前出の円で作成された 2 つの作図点をクリックして、新しい円を上部に追加します。[適用]をクリックして、円を完成させます。
- パイプの内側に別の円を追加します。既存の円の中心と点(0, 6, 1.375)を使用します。[適用]をクリックして、円を完成させます。
- [X]ボタンをクリックして、[円を定義]ダイアログ ボックスを閉じます。
- ツリー表示で[平面 2 <YZ(+X)>]をクリックして、スケッチを非アクティブにすることで、スケッチを完成させます。
- オブジェクトが最初にスケッチ平面に追加されると、ツリー表示にブランチが作成されます。これは、平面の名前をもつパーツの下に作成されます。パーツ 1 下のツリー表示で、見出し YZ<+X> を選択します。[Ctrl]キーを押したまま、パーツ 2 および 3 の見出し YZ<+X> を選択します。それらを右クリックします。[2D メッシュを作成]コマンドを選択します。(または、ツリー表示の[平面]見出し下の[平面 2 <YZ(+X)>]ブランチを右クリックして、[すべてのスケッチを選択]を選択した後、選択した平面のいずれか 1 つを右クリックして、[2D メッシュを作成]コマンドを選択します。)
- [適用]をクリックします。3 つすべてのパーツ上にメッシュが生成されます。