Energiebilanz mit Strahlung

Für jede Wiederholung wird eine Radiositätsmatrix gebildet und gelöst. Für jedes Bauteil im Modell wird eine vollständige Auflistung der Energiebilanz bereitgestellt. Diese Daten werden während der Analyse für jede Iteration in die SOL-Datei und nach der letzten Iteration in die Übersichtsdatei geschrieben. In diesem Abschnitt werden die bereitgestellten Informationen beschrieben und die Unterschiede bei Modellen mit transparenten Randbedingungen und Solarwärme erörtert.

Strahlung ohne transparente Randbedingung oder Solarwärme

Im Folgenden wird eine Musterenergiebilanz aus einer Strahlungsanalyse mit fünf Bauteilen erörtert. Vier Bauteile befinden sich in einem mit Luft gefüllten Hohlraum (Bauteil 5). Keines der Teile besitzt einen Transmissionsgrad. Kommentare zur Bedeutung bestimmter Elemente werden unterhalb der Linie gemacht; ihnen ist ein Symbol ">>>>" vorangestellt.

Radiositäts-Lösung ist konvergiert

Iter = 12 ResNorm = 5.85774E-013

CPU-Zeit für Lösung der Radiositätsmatrix = 0.719

Strahlungswärmebilanz = 2.3363e-008/ 20.437 = 1.1431e-007%

>>>> Der Wert 2.3363e-008 ist die Summe der Strahlungsenergie. Dieser Wert sollte 0 sein oder sehr nahe bei 0 liegen. Der Wert 20.437 ist die Summe der Absolutwerte der Strahlungsenergie. Der Wert 1.1431e-007% ist die Gesamtstrahlungsenergie, geteilt durch die Summe der absolute Werte. Dies ist ein Indikator für den Fehler in der Strahlungsenergiebilanz.

Strahlungswärmelasten nach Teilkennung:

ID

Wärmestrahlung

Wärmelast

(Watt)

Bereich

(mm^2)

Fläche

Temperatur

(K)

Emissionsvermögen Transmissionsgrad
1 -2.583 5959.3 365.23 0.94 0
2 -2.5318 5959.2 363.07 0.94 0
3 -2.5806 5959.3 365.56 0.94 0
4 -2.5148 5959.3 364.2 0.94 0
5 10.21 1.2296e + 005 298.25 0.7 0
Gesamtwerte 2.3363e-008 1.4679e + 005 309.01    

>>>>Bauteil 1 bis 4 verliert jeweils ca. 2.5 Watt durch Strahlung, und Bauteil 5, also das Gehäuse, erhält diese Strahlungsenergie. Die Gesamtwerte deuten darauf hin, dass die gesamte verloren gegangene Wärme gleich der Summe des Wärmegewinns ist; dies wird durch die Gesamtwärmelast angegeben, die eine Summe von 0 ergibt. Die Temperatur für jedes Bauteil ist eine bereichsgewichtete Temperatur, und die Gesamttemperatur ist die Durchschnittstemperatur für alle Bauteile.

Wärmestrahlung mit transparenten Randbedingungen

Wenn transparente Randbedingungen in einer Wärmestrahlungsanalyse enthalten sind, werden die Energiebilanzinformationen etwas anders als in der Strahlungsenergiebilanz aus einer solchen Analyse dargestellt. Kommentare zur Bedeutung bestimmter Elemente werden unterhalb der Linie gemacht; ihnen ist ein Symbol ">>>>" vorangestellt.

Strahlungswärmebilanz = -4.5792e-008/ 226.96 = -2.0176e-008%

>>>>Wie im vorherigen Beispiel ist der Wert -4.5792e-008 der Nettostrahlungswärmeaustausch innerhalb des Modells. Ein sehr niedriger Wert bedeutet, dass eine gute Energiebilanz erreicht wurde.

Strahlungswärmelasten nach Teilkennung

ID

Wärmestrahlung

Wärmelast

(Watt)

Bereich

(mm^2)

Flächentemp.

(K)

Emissionsvermögen Transmissionsgrad
2

-36.289

/ 0 transparentBC

6.917e+005 1268.5 0.94 0
3

-32.062

/ 0 transparentBC

1599.3 1015.7 0.94 0
4

0.18324

/ -76.557 transparentBC

1767.8 980.85 0.05 0.8
6

-8.3889

/ 0 transparentBC

2.029e+005 1270.7 0.94 0
Gesamtwerte -76.557/ -76.557 8.980e+005 1268    

>>>> Bauteil 2 und 3 verlieren ca. 36 bzw. 32 Watt. Teil 6, also das Gehäuse, verliert ca. 8 Watt. Die Summe der aus diesen drei Bauteilen verloren gegangenen Energie entspricht der Energie, die durch die transparente Randbedingung verloren gegangen ist. Das transparente Bauteil, also Bauteil 4, nimmt nur einen geringen Energieanteil auf, da es die meiste Energie über die transparente Randbedingung verliert. Beachten Sie, dass die gesamte Heizlast der transparenten Randbedingung gleich der Gesamtstrahlungswärmelast ist. Dies deutet auf eine gute Energiebilanz hin.