3D-Joule-Erwärmung

Analysemerkmale

• Stationär
• Dreidimensionale Wärmeübertragung
• Joule-Erwärmung

Verweis

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

Problembeschreibung

Dieses Modell entspricht Beispiel 6.5 im Verweis. Ziel ist die Ermittlung der Mittellinientemperatur eines blanken Stahldrahts mit anliegendem Strom und Kontakt mit der Umgebungsluft. Der Draht weist einen Widerstand von 0.0001 Ohm-mm auf.

Geometrie und Randbedingungen

Der Radius des Drahts beträgt 0.375 Zoll bei einer Länge von 1 Zoll.

Ein Strom von 250 (1000/4) A wird an einem Ende angelegt. Eine Bezugsspannung von 0 V wurde am gegenüberliegenden Ende angelegt. Ein Wärmeübergangskoeffizient von 5.0 Btu/h-ft2-R und eine Umgebungstemperatur von 70 °F wirken an der Außenkante des Drahts.

Ergebnisse

Die Temperaturen entlang der Mittellinie und der Außenfläche sowie die auf den Draht übertragene Wärme werden mit bekannten Werten verglichen.