Analysemerkmale
- Stationär
- Dreidimensionale Wärmeübertragung
- Joule-Erwärmung
Verweis
Rohsenow, W.M., Choi, H.Y., "Heat, Mass, Momentum Transfer", Prentice-Hall, Inc., New Jersey, 1961, S. 106
Problembeschreibung
Dieses Modell entspricht Beispiel 6.5 im Verweis. Ziel ist die Ermittlung der Mittellinientemperatur eines blanken Stahldrahts mit anliegendem Strom und Kontakt mit der Umgebungsluft. Der Draht weist einen Widerstand von 0.0001 Ohm-mm auf.
Geometrie und Randbedingungen
Der Radius des Drahts beträgt 0.375 Zoll bei einer Länge von 1 Zoll.
Ein Strom von 250 (1000/4) A wird an einem Ende angelegt. Eine Bezugsspannung von 0 V wurde am gegenüberliegenden Ende angelegt. Ein Wärmeübergangskoeffizient von 5.0 Btu/h-ft2-R und eine Umgebungstemperatur von 70 °F wirken an der Außenkante des Drahts.
Ergebnisse
Die Temperaturen entlang der Mittellinie und der Außenfläche sowie die auf den Draht übertragene Wärme werden mit bekannten Werten verglichen.
| Benchmark | 2014: Build 20130102 | % Fehler | 2015: Build 20131223 | % Fehler | |
| T Fläche (F) | 418 | 418.386 | 0.092 | 418.386 | 0.092 |
| T Mittellinie (F) | 420 | 420.499 | 0.119 | 420.499 | 0.119 |
| Q (Btu/hr-in) | 28.46 | 28.46 | 0.116 | 28.49 | 0.117 |