Uma análise térmica calcula a Condução de energia através da geometria.

Método de transferência de calor da análise térmica

A condução pode ser matematicamente definida como:

Onde

• Q = Fluxo de calor
• k = Condutividade térmica, que é inserida como uma propriedade de material constante
• A = Área da seção transversal (calculada pelo software)
• = A alteração na temperatura na direção normal à área

Condução é a base do que é calculado em todo um modelo. O verdadeiro poder de uma análise térmica está definindo adequadamente como o mundo que não é modelado afeta um projeto. Os efeitos externos e alguns efeitos internos são definidos como cargas.

As cargas térmicas podem representar outros tipos de transferência de calor

Convecção é a transferência de energia entre um fluido e um sólido (normalmente o ar circundante). A convecção é matematicamente definida como:

Onde

• Q = Fluxo de calor
• h = Coeficiente de transferência de calor convectivo (inserido manualmente e assumido constante)
• A = Área da superfície da superfície selecionada (calculada pelo software)
• Ts = Temperatura da superfície selecionada (calculada pelo software)
• T = Temperatura do fluido ambiente (inserida manualmente e assumida constante)

Para levar em conta corretamente a convecção para o mundo ao redor de um modelo, o coeficiente de transferência de calor convectivo é fundamental. Muitos fatores podem afetar o coeficiente, desde a velocidade do fluido circundante até o que é o fluido circundante. Quando consideramos que os computadores frequentemente usam ventiladores para resfriamento, aumentar a velocidade do fluido é aumentar o valor h. O valor h mais alto por sua vez reduz a temperatura. As propriedades físicas do fluido também alteram o coeficiente. Para manter o mesmo quadro de referência, alguns computadores usam resfriamento líquido em vez de ar. Os valores h de um líquido tendem a ser mais eficientes (maiores) que um gás.

Um coeficiente de convecção natural padrão para o ar está na faixa de 5-25 W/m^2*K. Muitos exemplos podem ser encontrados on-line para diferentes fluidos ou condições.

Radiação é a transferência de energia entre o modelo e o ambiente. A radiação é matematicamente definida como:

Onde

• Q = Fluxo de calor
• = constante Stefan-Botzmann
• = Emissividade da superfície selecionada (inserida manualmente)
• A = Área da superfície da superfície selecionada (calculada pelo software)
• = Temperatura da superfície selecionada elevada à quarta potência (calculada pelo software)
• = Temperatura ambiente elevada para a quarta potência (T inserido manualmente, o software calcula para a quarta potência)

O uso de radiação assume um fator de vista igual a 1.

As cargas de radiação somente levam em conta a energia trocada com o ambiente, a radiação através do modelo (peça a peça ou superfície a superfície) não é considerada. A radiação pode se tornar a forma dominante de transferência de calor em situações com alterações de temperatura altas ou baixas taxas de fluxo. Observe que a equação de radiação tem os valores de temperatura elevados à quarta potência. À medida que a temperatura aumenta, a radiação pode se tornar rapidamente a forma dominante de transferência de calor. Como já foi mencionado, baixas velocidades como as de convecção natural têm baixos coeficientes de transferência de calor convectivo. A radiação pode se tornar a forma mais dominante de transferência de calor nesses cenários.

Fontes de calor

Há mais três cargas que podem adicionar ou remover calor para sua análise. Estas cargas utilizam a quantidade específica de energia em vez de usar um método físico para calcular a energia.

Calor interno -

• Permite que a quantidade específica de energia seja colocada ou removida de um corpo.

Fonte de calor -

• Permite que uma quantidade específica de energia passe através de uma superfície.

Temperatura aplicada -

• Bloqueia uma superfície ou um corpo para uma temperatura especificada. Permitir que uma quantidade infinita de energia seja gerada ou removida para manter a temperatura especificada.