电流热生成模型

假设:不锈钢丝传递的电流为 200 A。钢丝长 1 米,直径 3 毫米。导线浸没在 110°C 的流体中。流体与钢丝之间的对流系数为 0.004 W/(mm°C)。

材料属性:

热传导率:0.019 W/(mm°C) 电阻率:0.0007 ωmm

求解:钢丝中心的温度。

此示例仅介绍创建模型的信息。有关设置和执行分析的说明,请参见电流热生成

通过钢丝横截面的温度分布沿长度恒定。我们将为一根 10 毫米长的钢丝构建轴对称模型。设计工况 1 是用于确定电流量的静电分析,设计工况 2 是用于确定温度分布的热传递分析。

  1. 启动新的有限元模型。 
    1. 将分析类型设置为“静电: 静电流和电压”
    2. 将单位制设置为与问题陈述一致。单击“替代默认单位”,并从“单位制”下拉菜单中选择“公制 mks (SI)”,但稍后更改为“自定义”。将长度单位更改为 mm。单击“确定”完成单位设置。
    3. 单击“新建”并输入模型名称。
  2. 使用“网格”“结构化网格”“4 点矩形”创建钢丝的结构化网格。
  3. 在 AB 字段中键入 4。在 BC 字段中键入 20。对于轴对称模型,网格必须位于 YZ 平面中。其中,Y 轴表示半径、Z 轴表示中心线。将“点 A”、“点 B”、“点 C”和“点 D”分别定义为 (0,0,0)、(0,1.5,0)、(0,1.5,10) 和 (0,0,10)。单击“应用”
  4. 单击 X 按钮关闭“点网格设置”对话框。
  5. 使用“视图”“浏览”“方向”“右视图”查看网格。
  6. 对于热传递分析,将对流载荷应用于模型右边缘(钢丝的外表面)。使用“选择”“形状”“矩形”“选择”“选择”“直线”,选择沿模型右边缘的直线。使用“绘制”“修改”“属性”,将这些直线放置在表面 2 中。