Atividade 2: Simplifique o modelo 1 e aplique cargas térmicas

Nesta atividade, você remove componentes do modelo que são estranhos à análise térmica e, em seguida, aplica cargas térmicas para simular as transferências de calor através do radiador.

Você assume que a parede interna da tubulação tem a mesma temperatura que a água que está fluindo. Você também assume que a taxa de fluxo é alta o suficiente para que a alteração da temperatura da água seja insignificante ao longo do radiador. As barbatanas, no entanto, perderão calor para o ambiente por convecção natural e por radiação.

Nesta atividade, você

Remover componentes do modelo que não tenham influência na simulação, para reduzir o tempo de análise
Aplique uma carga térmica às faces internas da tubulação para representar o calor da água de 75 C que flui através delas
Aplique uma carga térmica às aletas para representar o calor irradiando da tubulação quente através das aletas e para o ambiente
Aplique uma carga térmica às aletas para representar a perda de calor, por convecção, ao ambiente
Detecte automaticamente os conjuntos de contatos e utilize as configurações padrão.

Modelo do radiador antes da modificação (esquerda). Modelo de radiador, simplificado, com cargas térmicas aplicadas (direita).

Pré-requisitos

A atividade 1 foi concluída.

Passos

Remova os acessórios e os componentes de volume de água, porque eles não influenciam a simulação, mas contribuem para o tempo de análise.

Nota: O tempo de cálculo da simulação depende muito da malha. Remova objetos desnecessários para evitar que eles sejam incluídos na malha e incluídos na simulação.
1. Clique no (espaço de trabalho Simulação > guia Configuração > painel Simplificar > Simplificar) para acessar o ambiente Simplificar.
2. No navegador, expanda o Componentes do modelo.
3. Clique com o botão direito no componente Água:1 e selecione Remover. Observe que a ação Remover é adicionada à Simplificar linha do tempo na parte inferior da tela.
  Observação: Remover exclui a peça do modelo de Simulação, mas não tem efeito na geometria no espaço de trabalho de Projeto.
4. Repita o passo c para remover o componente Acessórios:1.
5. Clique em Vista inicial ao lado do ViewCube para retornar o modelo para seu tamanho e orientação originais.
6. Clique no (espaço de trabalho Simulação > guia Simplificar Sólido > painel Finalizar Simplificar > Finalizar Simplificar) para retornar à guia Setup.
  Observação: A linha de tempo foi alterada e não exibe mais as ações de Remover. Estas ações somente são visíveis na Simplificar linha do tempo.
Abra a caixa de diálogo Cargas térmicas e selecione todas as 24 faces da tubulação.
1. Se necessário, no navegador, expanda o ícone de pasta Componentes do modelo.
2. Clique no ícone ao lado de Arestas para ocultá-las.
3. Clique na face DIREITA do ViewCube para ajustar a orientação da tubulação.
4. Clique no (Espaço de trabalho de simulação > guia Setup > painel Cargas > Cargas térmicas para abrir o diálogo Cargas térmicas.
5. Na caixa de diálogo Cargas térmicas, confirme se o Tipo de carga é Temperatura aplicada.
  Dica: O software impede que você coloque cargas incompatíveis na mesma superfície. Especifique o tipo de carga antes de selecionar o Tipo de objeto.
6. Clique no ícone Selecionar todas as faces para que você possa selecionar todas as superfícies de tubulação e, a seguir, clique na tubulação.
Desmarque as faces externas da tubulação, de modo que a carga térmica seja aplicada somente às faces internas da tubulação.
1. Na caixa de diálogo Cargas térmicas, clique no ícone Selecionar todas as faces para desativá-la para que você possa utilizar a seleção padrão para desmarcar as faces externas da tubulação.
2. Clique com o botão esquerdo do mouse na direita e acima do modelo e arraste uma seleção de janela sobre as arestas no lado direito do modelo.
  Nota: É importante puxar a janela de seleção para a esquerda para desfazer a seleção de superfícies corretamente.
Aplique uma carga térmica de 75 C às faces internas da tubulação.
1. Na caixa de diálogo Cargas térmicas, clique no Alterar unidades.
2. Selecione C na lista suspensa.
3. Altere o Valor da temperatura para 75 C.
  Observação: A temperatura depende do aquecedor ou caldeira de água. É sempre uma boa ideia fazer uma suposição conservadora.
4. Clique OK para aceitar a temperatura e fechar o diálogo.
Confirme se a temperatura correta foi aplicada às faces corretas da tubulação.
1. No navegador, expanda o Caso de carga1 e, em seguida, expanda o Cargas.
2. Passe o mouse sobre o Temperatura aplicada1 e clique no Editar. A temperatura aplicada é exibida e as 11 faces internas são realçadas em azul.
3. Clique em Cancelar para fechar o diálogo Cargas Térmicas.
Aplique uma carga térmica às aletas para simular a perda de calor para o ambiente por Radiação, em temperatura ambiente.
1. No navegador, em Componentes do modelo, clique no ao lado de Arestas para torná-las visíveis.
2. Clique no ao lado de Tubulação para ocultá-lo.
3. Se a orientação foi alterada, clique na face DIREITA do ViewCube.
4. Clique no (Espaço de trabalho de simulação > guia Setup > painel Cargas > Cargas térmicas para abrir o diálogo Cargas térmicas.
5. Na caixa de diálogo Cargas térmicas, altere o Tipo de carga para Radiação.
6. Clique com o botão esquerdo do mouse e arraste uma janela em torno de todas as arestas, e confirme se 140 faces estão selecionadas.
7. Clique na seta para baixo diretamente acima do ViewCube para alterar a orientação, para que a parte superior das arestas aponte para fora da tela em direção a você.
8. Clique com o botão esquerdo na face do modelo à esquerda e acima do furo superior nas arestas e arraste uma seleção de janela sobre todos os furos. Observe que agora somente 84 faces estão selecionadas.
  Nota: É importante puxar a janela de seleção para a direita para desfazer a seleção correta apenas das superfícies que estão completamente cercadas pela janela.
9. Deixe os valores padrão para Emissividade 1 e Valor da temperatura ambiente 293,15 K (20 C) e, a seguir, clique em OK para aplicar o comando e fechar a caixa de diálogo.
Aplique uma carga térmica às aletas para simular a perda de calor para o ambiente por convecção natural, em temperatura ambiente.
1. Clique na face DIREITA do ViewCube, para que você possa ver todas as arestas novamente.
2. Clique no (Espaço de trabalho de simulação > guia Setup > painel Cargas > Cargas térmicas para abrir o diálogo Cargas térmicas.
3. Na caixa de diálogo Cargas térmicas, altere o Tipo de carga para Convecção.
4. Clique com o botão esquerdo do mouse e arraste uma janela em torno de todas as arestas, e confirme se 140 faces estão selecionadas.
5. Clique na seta para baixo diretamente acima do ViewCube para alterar a orientação, para que a parte superior das arestas aponte para fora da tela em direção a você.
6. Clique com o botão esquerdo na face do modelo à esquerda e acima do furo superior nas arestas e arraste uma seleção de janela sobre todos os furos para selecionar as mesmas superfícies como na etapa anterior.
7. Deixe a temperatura no ambiente e altere o Valor de convecção para 5 W /(m^2 K).
  A referência de ambiente deve ser a mesma ou as cargas irão lutar entre si.
8. Clique em OK para aplicar o comando e fechar a caixa de diálogo.
  
  Dica: Verifique o Navegador para confirmar se todas as três cargas são mostradas. Confirme se as cargas térmicas nas aletas estão corretas, da mesma forma que você confirmou a tubulação.
Defina os contatos entre os corpos que compõem o modelo.
1. Clique no (Espaço de trabalho de Simulação > guia Configuração > painel Contatos > Contatos Automáticos, para abrir o diálogo Contatos Automáticos.
2. Clique em Gerar para aceitar o comando e fechar o diálogo.
  Todas as peças são coincidentes, portanto, a tolerância padrão é aceitável.
3. No navegador, clique no ao lado de Tubulação para torná-lo visível.
4. Clique no Vista inicial acima do ViewCube para retornar o modelo para seu tamanho e orientação originais.

Resumo da atividade 2

Nesta atividade, você simplificou seu modelo para reduzir o tempo de análise e aplicou cargas térmicas à tubulação e às aletas do radiador:

Foram removidos os componentes do modelo que não têm influência na simulação para reduzir o tempo de análise
Aplicada uma carga térmica nas faces internas da tubulação para representar o calor da água de 75 C que flui através delas
Aplicada uma carga térmica às arestas para representar o calor irradiando da tubulação quente através das arestas e para o ambiente
Aplicada uma carga térmica às aletas para representar a perda de calor, por convecção, para o ambiente.
Detectou automaticamente os conjuntos de contatos e utilizou as configurações padrão.