活动 5：应用热载荷

在本活动中，与以前的分析一样，您假定管道的内壁具有与其中流动的水一样的温度。您还假设流速足够高，因此水流的温度变化在散热器内是可以忽略不计的。但是，散热片会通过自然对流和辐射将热量散发到环境中。请务必作出同样的假设，以确保进行有效的比较。

在本活动中，您将完成以下任务：

将热载荷应用到管道的内表面，以表示管道中流动的 75 C 的水所散发的热量
将热载荷应用到散热片，以表示热管道通过散热片辐射到环境中的热量
将热载荷应用到散热片，以表示通过对流散发到环境的热损失
自动检测接触集合并使用默认设置。

新的仿真模型（左侧）。应用了载荷的仿真模型（右侧）。

前提条件

活动 4 已完成。

步骤

打开“热载荷”对话框并仅选择管道的所有面，准备好应用热载荷来模拟管道内的热水。
1. 在浏览器中，展开 “模型零部件”。
2. 单击“散热片”旁边的以隐藏它们。
3. 单击“管道”旁边的以使其可见。
4. 单击 ViewCube 的“右”面来调整管道的方向。
5. 单击 （“仿真”工作空间 >“设置”选项卡 >“载荷”面板 >“热载荷”）以打开“热载荷”对话框。
6. 在“热载荷”对话框中，确认载荷的“类型”为 “应用温度”。
7. 单击 “选择所有面”，以便您可以选择所有管道曲面，然后在管道上单击。
取消选择管道的外表面，以便仅将热载荷应用于管道的内表面。
1. 在“热载荷”对话框中，单击 “选择所有面”将其取消激活，以便您可以使用标准选择来取消选择管道的外表面。
2. 在模型的右上方单击鼠标左键，并将窗口选择拖至模型右侧边的上方。
  注意：请务必将选择窗口拉向左侧，才能正确取消选择曲面。
将 75 C 的热载荷应用到管的内表面。
1. 在“热载荷”对话框中，单击 “更改单位”。
2. 从下拉列表中选择“C”。
3. 将“温度值”更改为 75 C。
4. 单击“确定”接受温度并关闭对话框。
确认已将正确的温度应用到正确的管道面。
1. 在浏览器中，展开 “荷载工况1”，然后展开 “荷载”。
2. 将光标悬停在 “应用温度1”上，然后单击 “编辑”。系统会显示应用温度，且 11 个内表面将以蓝色高亮显示。
3. 单击“取消”以关闭“热载荷”对话框。
将热载荷应用到散热片以模拟通过辐射和环境温度损失到环境中的热量。
1. 在浏览器中的“模型零部件”下，单击“散热片”旁边的以使其可见。
2. 单击“管道”旁边的以将其隐藏。
3. 如果方向已更改，请单击 ViewCube 的“右”面。
4. 单击 （“仿真”工作空间 >“设置”选项卡 >“载荷”面板 >“热载荷”）以打开“热载荷”对话框。
5. 在“热载荷”对话框中，将载荷的“类型”更改为 “辐射”。
6. 单击鼠标左键，然后围绕所有散热片拖动窗口，并确认已选择 140 个面。
7. 单击 ViewCube 正上方的向下箭头来更改方向，使散热片朝向画布之外并指向您。
8. 在散热片中顶部孔左上方的模型面上单击鼠标左键，并将窗口选择拖至所有孔的上方。请注意，现在只选择了 84 个面。
9. 保留发射率为 1 的默认值以及环境温度值为 293.15 K (20 C)，然后单击“确定”以应用该命令并关闭对话框。
将热载荷应用到散热片以模拟在环境温度下通过自然对流以 5 W /(m^2 K) 的对流值损失到环境中的热量。
1. 单击 ViewCube 的“右”面，以便可以再次看到所有散热片。
2. 单击 （“仿真”工作空间 >“设置”选项卡 >“载荷”面板 >“热载荷”）以打开“热载荷”对话框。
3. 在“热载荷”对话框中，将载荷的“类型”更改为 “对流”。
4. 单击鼠标左键，然后围绕所有散热片拖动窗口，并确认已选择 140 个面。
5. 单击 ViewCube 正上方的向下箭头来更改方向，使散热片朝向画布之外并指向您。
6. 在散热片中顶部孔左上方的模型面上单击鼠标左键，然后将窗口选择拖至所有孔上以选择与上一步中相同的曲面。
7. 使温度保留为环境，并将“对流值”更改为 5 W /(m^2 K)。
8. 单击“确定”以应用命令并关闭对话框。
  
  提示：检查浏览器来确认显示了全部三个载荷。通过与确认管道相同的方式确认散热片上的热载荷正确无误。
定义构成模型的实体之间的接触。

注意：由于您使用的是默认设置，因此可以运行分析而不定义接触，仿真会自动计算它们。
1. 单击 （“仿真”工作空间 >“设置”选项卡 >“接触”面板 >“自动接触”）以打开“自动接触”对话框。
2. 单击“生成”接受命令并关闭对话框。
  零件全部重合，因此默认公差是可接受的。
3. 在浏览器中，单击“管道”旁边的以使其可见。
4. 单击 ViewCube 上方的 “主视图”，将模型返回其原始大小和方向。