Dieses Thema beschreibt, wie Wärmetauscher-Materialien erstellt und angewendet werden. Mehrere Anwendungsbeispiele werden angezeigt, um die verschiedenen Modi des Wärmetauscherbetriebs zu veranschaulichen.
Informationen zu Modellierungsrichtlinien und Ergebnisextraktion finden Sie hier.
So weisen Sie ein Wärmetauscher-Material zu
- Öffnen Sie das Schnellbearbeitungs-Dialogfeld Material. Es stehen verschiedene Methoden zur Verfügung:
- Klicken Sie mit der linken Maustaste auf das Bauteil, und klicken Sie im kontextabhängigen Werkzeugkasten auf das Symbol "Bearbeiten".
- Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf das Teil, und klicken Sie auf Bearbeiten....
- Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Teilnamen unter dem Zweig "Materialien" der Designstudienleiste, und klicken Sie auf Bearbeiten....
- Klicken Sie auf Bearbeiten in der kontextabhängigen Gruppe Materialien.
- Wählen Sie ein oder mehrere Teile aus.
- Wählen Sie im Menü Materialdatenbank-Name die Datenbank aus.
- Wählen Sie Wärmetauscher aus dem Menü Typ aus.
- Wählen Sie das Material aus dem Menü Name. (Mehrere handelsübliche Wärmetauscher-Modelle sind in der Datenbank enthalten.)
- Wählen Sie den Wärmetauscher-Einlass (a) und den -Auslass (b) aus:
- Klicken Sie auf Anwenden.
So erstellen und bearbeiten Sie ein Wärmetauscher-Material
- Um den Materialeditor zu öffnen, klicken Sie in der kontextabhängigen Gruppe Materialien auf Materialeditor.
- Klicken Sie auf die Schaltfläche Liste.
- Klicken Sie auf eine benutzerdefinierte Datenbank, und wählen Sie Neue Materialien aus. Wählen Sie Wärmetauscher aus. Geben Sie einen Namen ein.
- Klicken Sie zum Definieren auf die dazugehörige Eigenschaftenschaltfläche.
- Die beiden Eigenschaften, die einen Wärmetauscher definieren, sind Strömung und Wärmeübertragung. Wählen Sie die Variationsmethode für jede Eigenschaft aus, und geben Sie die entsprechenden Werte und Einheiten ein. Klicken Sie dann auf Anwenden.
- Klicken Sie optional auf Speichern.
- Klicken Sie auf OK. Das neue Material ist verfügbar, wenn das Schnellbearbeitungs-Dialogfeld Materialien geöffnet wird.
Eigenschaften: Strömung
Geben Sie die Menge des Fluids an, die sich durch die Materialkomponente "Wärmetauscher" bewegt. Verwenden Sie entweder einen konstanten Wert oder eine Lüfter-Eigenschaft (Fließdruck-Kurve).
Konstant:
Geben Sie den Wert für den Durchfluss und die entsprechenden Einheiten an.
Lüfterkennlinie:
Geben Sie die Werte für den Durchfluss und das Druckgefälle an. Diese Information wird in der Regel vom Hersteller angegeben.
Eigenschaften: Wärmeübertragung
Definieren Sie das thermische Verhalten der Materialkomponente "Wärmetauscher". Das folgende Schaubild der Materialkomponente "Wärmetauscher" zeigt die Konventionen, die in den Beschreibungen der Variationsmethoden verwendet werden:
Es gibt mehrere Eigenschaftsvariationen, um verschiedene physikalische Modelle zu simulieren:
Wärmetauscher
Der Wärmetauscher-Modus zieht Wärme vom Arbeitsfluid ab. Im Prinzip ist er der physikalischen Materialkomponente "Wärmetauscher" ähnlich.
Legen Sie Folgendes fest:
- Die Eingangs-Temperatur, T1. In vielen Fällen ist T1 die Umgebungstemperatur.
- Die Wärmekapazität der Materialkomponente "Wärmetauscher". Dies ist die Wärmemenge, die benötigt wird, um die Temperatur um 1 Grad zu verändern.
Temperaturänderung
Die Variation Temperaturänderung simuliert einen bekannten Temperaturanstieg oder -abfall (T3 - T4).
Wärmezufuhr/-abgabe
Die Variation der Rate für die Wärmezufuhr/-abgabe simuliert das Zu- oder Abführen von Wärme zum/vom Arbeitsfluid. Dies eignet sich vorzüglich zum Simulieren von CRAC-Geräten im Rechenzentrum. Die Rate für die Wärmeabgabe wird häufig von CRAC-Herstellern angegeben. Achten Sie darauf, dass Sie eine Temperatur- oder eine Wärmeübergangskoeffizient-Randbedingung für das System angeben. Andernfalls ist die thermische Lösung unbegrenzt und kann zu unrealistischen Temperaturen führen. Das Ergebnis ist eine Lösungsdivergenz.
Klimagerät
Diese Methode simuliert ein Klimagerät, das der Umgebung Luft mit einer vorgegebenen Temperatur zuführt (Thermostat-Temperatur festlegen). Dies ist T4, die Temperatur der ausströmenden Luft aus der Materialkomponente "Wärmetauscher".
Verwenden Sie diese Methode zur Simulation von Klimageräten und CRAC-Einheiten, die Luft mit einer konstanten Temperatur zuführen. Nach Abschluss der Simulation zeigt die Ausgabegröße Wärmeaufnahme (in der QuickInfo "Wärmetauscher") die Leistung der Komponente an.
Adiabatische Befeuchtung
Sie geben einen Zielwert für die Luftfeuchtigkeit ein, und CFD simuliert die adiabatische Befeuchtung. Wählen Sie diese Methode, wenn Sie das Hinzufügen von Feuchtigkeit zur Luft mittels nichtthermischer Prozesse simulieren. Beispiele sind Hochdruck-Atomisierung und Ultraschallsysteme.
Dampf-Befeuchtung
Sie geben die Dampftemperatur und eine andere bekannte Größe an, und CFD simuliert den thermischen Befeuchtungsprozess. Wählen Sie diese Methode, wenn Sie das Hinzufügen von Feuchtigkeit zur Luft mittels Dampf simulieren.
Enthalpie-Wärmetauscher
Sie geben die Ablufttemperatur und eine andere bekannte Größe an, und CFD simuliert das Hinzufügen von Luftfeuchtigkeit und Wärme. Wählen Sie diese Methode, wenn Sie die Leistung eines Wärmerads bei der Lufterwärmung simulieren.
Trockenmittel
Sie geben die Ablufttemperatur und eine andere bekannte Größe an, und CFD simuliert die Wärmeübertragung und Trocknung. Verwenden Sie diese Methode für Geräte wie z. B. einen Plattenwärmetauscher mit einer Membran oder ein Kühlgerät, das unterhalb des Taupunkts kühlt.