Exercice 5 : appliquer les charges thermiques

Dans cet exercice, comme dans l'étude précédente, vous supposez que la paroi intérieure de la canalisation est la même température que l'eau qui l'écoule. Vous supposez également que le débit est suffisamment élevé pour que le changement de température de l'eau soit négligeable dans le radiateur. Les ailettes perdent cependant la chaleur de l'environnement par convection naturelle et par rayonnement. Il est important de faire les mêmes hypothèses, pour garantir une comparaison correcte.

Dans cet exercice, vous allez apprendre à

Appliquer une charge thermique aux faces intérieures de la canalisation, pour représenter la chaleur provenant de l'eau de 75 °C qui les traverse
Appliquer une charge thermique aux ailettes pour représenter le rayonnement thermique du tuyau chaud à travers les ailettes et l'environnement
Appliquer une charge thermique aux ailettes pour représenter la perte de chaleur, par convection, dans l'environnement
Détecter automatiquement les jeux de composants en contact et utiliser les paramètres par défaut.

Nouveau modèle de simulation (à gauche). Modèle de simulation avec charges appliquées (à droite).

Conditions préalables

L’exercice 4 est terminé.

Étapes

Ouvrez la boîte de dialogue Charges thermiques et Sélectionner toutes les faces de la canalisation uniquement, prêtes à appliquer une charge thermique pour simuler l’eau chaude à l’intérieur de la canalisation.
1. Dans le navigateur, développez Composants du modèle.
2. Cliquez sur en regard de Ailettes pour les masquer.
3. Cliquez sur en regard de Tuyau pour le rendre visible.
4. Cliquez sur la face DROITE du ViewCube pour ajuster l’orientation de la canalisation.
5. Cliquez sur (espace de travail Simulation > onglet Configuration > groupe de fonctions Charges > Charges thermiques pour ouvrir la boîte de dialogue Charges thermiques.
6. Dans la boîte de dialogue Charge thermiques, vérifiez que le type de charge est Température appliquée.
7. Cliquez sur Sélectionner toutes les faces pour sélectionner toutes les surfaces de canalisation, puis cliquez sur la canalisation.
Désélectionnez les faces externes de la canalisation, de sorte que la charge thermique soit appliquée uniquement aux faces internes de la canalisation.
1. Dans la boîte de dialogue Charges thermiques, cliquez sur Sélectionner toutes les faces pour désactiver cette option afin de pouvoir utiliser la sélection standard pour désélectionner les faces extérieures de la canalisation.
2. Cliquez avec le bouton gauche de la souris sur le modèle, puis au-dessus, faites glisser une sélection par fenêtre sur les arêtes situées sur le côté droit du modèle.
  Remarque : il est important de tirer la fenêtre de sélection vers la gauche pour désélectionner correctement les surfaces.
Appliquez une charge thermique de 75 C aux faces intérieures de la canalisation.
1. Dans la boîte de dialogue Charges thermiques, cliquez sur Modifier les unités.
2. Sélectionnez C dans la liste déroulante.
3. Définissez la valeur de température sur 75 C.
4. Cliquez sur OK pour accepter la température et fermer la boîte de dialogue.
Vérifiez que la bonne température a été appliquée aux bonnes faces de la canalisation
1. Dans le navigateur, développez Cas de charge 1, puis Charges.
2. Placez le curseur sur Température appliquée 1, puis cliquez sur Modifier. La température appliquée est indiquée et les 11 faces internes sont mises en surbrillance en bleu.
3. Cliquez sur Annuler pour fermer la boîte de dialogue Charges thermiques.
Appliquez une charge thermique aux ailettes pour simuler la perte de chaleur dans l’environnement par Rayonnement à température ambiante.
1. Dans le navigateur, sous Composants du modèle, cliquez sur en regard de Ailettes pour les rendre visibles.
2. Cliquez sur en regard de Tuyau pour le masquer.
3. Si l’orientation a été modifiée, cliquez sur la face DROITE du ViewCube.
4. Cliquez sur (espace de travail Simulation > onglet Configuration > groupe de fonctions Charges > Charges thermiques pour ouvrir la boîte de dialogue Charges thermiques.
5. Dans la boîte de dialogue Charges thermiques, définissez le type sur Rayonnement.
6. Cliquez avec le bouton gauche de la souris et faites glisser une fenêtre autour de toutes les ailettes, puis vérifiez que 140 faces sont sélectionnées.
7. Cliquez sur la flèche vers le bas située juste au-dessus de l’outil ViewCube pour modifier l’orientation. Le haut des ailettes pointe donc vers vous en dehors de la zone de dessin.
8. Cliquez avec le bouton gauche de la souris sur la face du modèle à gauche et au-dessus du perçage supérieur dans les ailettes et faites glisser une sélection de fenêtre sur tous les perçages. Notez que seules 84 faces sont sélectionnées.
9. Laissez les valeurs par défaut pour Émissivité à 1 et Valeur de la température ambiante à 293,15 K (20 C), puis cliquez sur OK pour appliquer la commande et fermer la boîte de dialogue.
Appliquez une charge thermique aux ailettes pour simuler la perte de chaleur dans l’environnement par Convection naturelle, à la température ambiante et avec une Valeur de convection de 5 W /(m^2 K).
1. Cliquez sur la face DROITE du ViewCube, de sorte que vous puissiez voir à nouveau toutes les ailettes.
2. Cliquez sur (espace de travail Simulation > onglet Configuration > groupe de fonctions Charges > Charges thermiques pour ouvrir la boîte de dialogue Charges thermiques.
3. Dans la boîte de dialogue Charges thermiques, définissez le type sur Convection.
4. Cliquez avec le bouton gauche de la souris et faites glisser une fenêtre autour de toutes les ailettes, puis vérifiez que 140 faces sont sélectionnées.
5. Cliquez sur la flèche vers le bas située juste au-dessus de l’outil ViewCube pour modifier l’orientation. Le haut des ailettes pointe donc vers vous en dehors de la zone de dessin.
6. Cliquez avec le bouton gauche de la souris sur la face du modèle à gauche et au-dessus du perçage supérieur dans les ailettes et faites glisser une sélection par fenêtre sur tous les perçages pour sélectionner les mêmes surfaces que dans l’étape précédente.
7. Laissez la température ambiante et définissez la Valeur de convection sur 5 W /(m^2 K).
8. Cliquez sur OK pour appliquer la commande et fermer la boîte de dialogue.
  
  Conseil : vérifiez dans le navigateur que les trois charges sont affichées. Vérifiez que les charges thermiques sur les ailettes sont correctes, de la même manière que vous avez confirmé la canalisation.
Définissez les contacts entre les corps qui constituent le modèle.

Remarque : étant donné que vous utilisez les paramètres par défaut, vous pouvez exécuter l’analyse sans définir les contacts, et la simulation les calculera automatiquement.
1. Cliquez sur (espace de travail Simulation > onglet Configuration > groupe de fonctions Contacts > Contacts automatiques) pour ouvrir la boîte de dialogue Contacts automatiques.
2. Cliquez sur Générer pour accepter la commande et fermer la boîte de dialogue.
  Les pièces coïncident et la tolérance par défaut est acceptable.
3. Dans le navigateur, cliquez sur en regard de Tuyau pour le rendre visible.
4. Cliquez sur la vue Début au-dessus de l’outil ViewCube pour rétablir la taille et l’orientation d’origine du modèle.

Résumé de l’exercice 5

Dans cet exercice, vous avez

Appliqué une charge thermique aux faces intérieures de la canalisation, pour représenter la chaleur provenant de l'eau de 75 °C qui les traverse
Appliqué une charge thermique aux ailettes pour représenter le rayonnement thermique du tuyau chaud à travers les ailettes et l'environnement
Appliqué une charge thermique aux ailettes pour représenter la perte de chaleur, par convection, dans l'environnement.
Détecté automatiquement des jeux de composants en contact et utilisé des paramètres par défaut.