Materialmodelle mit isotropischen Phasenwechsel können die Auswirkungen eines Phasenwechsels von fest zu flüssig (Schmelzen) oder von flüssig zu fest (Gefrieren) enthalten. Daher muss der Analysetyp transiente Wärmeübertragung sein.
Ein Materialmodell mit temperaturunabhängigen Eigenschaften und temperaturabhängigen Eigenschaften ist verfügbar. Die Wärmeleitfähigkeit und die spezifische Wärme sind konstant oder in eine Kalkulationstabelle als Tabelle oder Temperatur eingetragen, abhängig vom ausgewählten Materialmodell.
Die Massendichte eines Materials ist das Verhältnis der Masse zum Volumen. Obwohl sich die Massedichte des realen Materials ändern kann, wenn das Teil den Zustand von fest in flüssig ändert, gibt es keine Volumenänderung in einer Wärmeübertragungsanalyse. Daher ist die Massendichte in der Analyse konstant; Sie müssen sie aber richtig auf Grundlage von Masse und Volumen des modellierten Teils festlegen.
Dies ist die Menge an thermischer Energie, die zum Konvertieren einer Einheitsmasse von fest in flüssig erforderlich ist.
Dies ist die Temperatur, unter der das Teil vollständig fest ist. Durch Erhöhen der Temperatur über die Solidustemperatur beginnt das Teil zu schmelzen.
Dies ist die Temperatur, über der das Teil vollständig flüssig ist. Durch Reduzieren der Temperatur unter die Liquidustemperatur beginnt das Teil zu gefrieren.
Bei der Arbeit mit einer Legierung bestehend aus einem gelösten Stoff, der in den flüssigen Anteil gemischt ist, ist die Schmelztemperatur des flüssigen Anteils die Temperatur, bei der der reine flüssige Anteil in den festen Zustand wechselt. Dieser Parameter wird nur für die Scheil-Beziehung zur Berechnung des flüssigen Anteils verwendet. (Informationen zu den Gleichungen finden Sie unter Analyseparameter: Transiente Wärmeübertragung im Absatz Berechnen des flüssigen Anteils.)
Bei der Arbeit mit einer Legierung bestehend aus einem gelösten Stoff, der in den flüssigen Anteil gemischt ist, ist der Gleichgewichts-Verteilungs-Koeffizient der Volumenanteil des gelösten Stoffs in der gesamten Legierung. Dieser Parameter wird nur für die Scheil-Beziehung zur Analyse des flüssigen Anteils verwendet.
Die Wärmeleitfähigkeit eines Materials ist ein Maß für die Fähigkeit des Materials, Wärme zu leiten. Ein Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit leitet Wärme besser als ein Material mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit. Eine andere Wärmeleitfähigkeit wird für den festen und flüssigen Zustand des Teils verwendet.
Wenn das Teil gefriert oder schmilzt ist die Wärmeleitfähigkeit der gewichtete Mittelwert des flüssigen Anteils. Wärmeleitfähigkeit bei Gefrieren/Schmelzen = (Wärmeleitfähigkeit im flüssigen Zustand)*(flüssiger Anteil)+(Wärmeleitfähigkeit im festen Zustand)*(1-flüssiger Anteil).
Wenn Sie eine temperaturabhängige Eigenschaft verwenden, wird die Wärmeleitfähigkeit in eine Kalkulationstabelle als Abruftabelle oder Temperatur eingegeben. Der Temperaturbereich für die feste Phase sollte mindestens von der minimalen berechneten Temperatur bis zur Liquidustemperatur reichen, und der Temperaturbereich für die flüssige Phase sollte mindestens von der Solidustemperatur bis zur maximalen berechneten Temperatur reichen. Beachten Sie, dass aufgrund der iterativen Natur der Lösung es möglich ist, dass die berechnete Temperatur während einer der Iterationen außerhalb des endgültigen Temperaturbereichs liegen kann. Sehen Sie also beim Eingeben der Eigenschaften eine gewisse Toleranz vor.
Die Wärmeleitfähigkeit eines Elements basiert auf der linearen Interpolation der Tabelle anhand der durchschnittlichen berechneten Temperatur der Knoten. Wenn die Neigung der Wärmeleitfähigkeit-Temperaturkurve stark ist oder schrittweise Änderungen enthält, sollte ein kleiner Zeitschritt und/oder ein kleines Netz verwendet werden, um den Effekt der sich ändernden Wärmeleitfähigkeit innerhalb des Elements zu erfassen. Geben Sie die Temperaturen in aufsteigender Reihenfolge ein (oder verwenden Sie die Schaltfläche Sortieren nach Eingabe der Daten).
Die spezifische Wärme eines Materials ist die Menge der Energie, die benötigt wird, um die Temperatur einer Einheit der Masse des Materials um 1 Grad zu erhöhen. Diese Eigenschaft gilt für alle thermischen Elemente. Eine andere spezifische Wärme wird für den festen und flüssigen Zustand des Teils verwendet.
Wenn das Teil gefriert oder schmilzt ist die spezifische Wärme der gewichtete Mittelwert des flüssigen Anteils. Spezifische Wärme beim Gefrieren/Schmelzen = (spezifische Wärme im flüssigen Zustand)*(flüssiger Anteil)+(spezifische Wärme des festen Zustands)*(1-flüssiger Anteil).
Wenn Sie eine temperaturabhängige Eigenschaft verwenden, wird die spezifische Wärme in eine Kalkulationstabelle als Abruftabelle oder Temperatur eingegeben. Der Temperaturbereich für die feste Phase sollte mindestens von der minimalen berechneten Temperatur bis zur Liquidustemperatur reichen, und der Temperaturbereich für die flüssige Phase sollte mindestens von der Solidustemperatur bis zur maximalen berechneten Temperatur reichen. Beachten Sie, dass aufgrund der iterativen Natur der Lösung es möglich ist, dass die berechnete Temperatur während einer der Iterationen außerhalb des endgültigen Temperaturbereichs liegen kann. Sehen Sie also beim Eingeben der Eigenschaften eine gewisse Toleranz vor.
Die spezifische Wärme eines Elements basiert auf der linearen Interpolation der Tabelle anhand der durchschnittlichen berechneten Temperatur der Knoten. Wenn die Neigung der Temperaturkurve für die spezifische Wärme stark ist oder schrittweise Änderungen enthält, sollte ein kleiner Zeitschritt und/oder ein kleines Netz verwendet werden, um den Effekt der sich ändernden spezifischen Wärme innerhalb des Elements zu erfassen. Geben Sie die Temperaturen in aufsteigender Reihenfolge ein (oder verwenden Sie die Schaltfläche Sortieren nach Eingabe der Daten).