3次元ジュール発熱

解析特性

参考文献

Rohsenow,W.M.,Choi,H.Y., “Heat, Mass, Momentum Transfer”, Prentice-Hall, Inc., New Jersey, 1961, p. 106

問題の説明

このモデルは、参考文献内の例題6-5です。この解析の目的は、外気にさらされた、電流が通る裸の鋼線の中心温度を求めることです。ワイヤの抵抗は 1 mm あたり 0.0001 オームです。

ジオメトリと境界条件

ワイヤーの半径は0.375インチで、長さは1インチです。

250 (1000/4) アンペアの電流を端部に適用します。反対側の端部には0ボルトの基準電圧を適用しました。また、5.0 BTU/hr-ft2-F の熱伝達率と、 70 Fの雰囲気温度をワイヤー表面に適用しました。

結果

中心温度とワイヤー外面の温度、およびワイヤーに伝達される熱量を既知の値と比較します。

  ベンチマーク 2014: ビルド 20130102 誤差 % 2015: ビルド 20131223 誤差 %
Tsurface (F) 418 418.386 0.092 418.386 0.092
Tcenterline (F) 420 420.499 0.119 420.499 0.119
Q (Btu/hr-in) 28.46 28.46 0.116 28.49 0.117