Conductive Heat Transfer

Кондуктивная теплопроводность.

Тип: AcausalFoundation.Thermal.Elements.Conduction

Conductive Heat Transfer

Путь в библиотеке:

/Physical Modeling/Fundamental/Thermal/Elements/Conductive Heat Transfer

Variable Conductive Heat Transfer

Путь в библиотеке:

/Physical Modeling/Fundamental/Thermal/Elements/Variable Conductive Heat Transfer

Описание

Блок Conductive Heat Transfer представляет собой передачу тепла путем кондуктивного теплообмена между двумя слоями одного и того же материала.

Значок блока меняется в зависимости от значения параметра Conductivity type.

Для плоской поверхности перенос описывается законом Фурье:

где

— тепловой поток;
— теплопроводность материала;
— площадь сечения, перпендикулярного направлению теплового потока;
— расстояние между слоями, то есть толщина материала;
— температура слоя ;
— температура слоя .

Теплопроводность через цилиндрическую стенку трубы описывается уравнением:

где

— длина трубы;
— внутренний диаметр;
— внешний диаметр.

Способ задания теплопроводности можно указать с помощью параметра Conductivity type:

Constant — теплопроводность остается постоянной во время моделирования. Вы задаете теплопроводность с помощью параметра Thermal conductivity.
Variable input — теплопроводность задается с помощью входного сигнала на порту K, который может изменяться во время моделирования. Параметр Minimum thermal conductivity задает нижнюю границу сигнала.
Tabulated data — теплопроводность указывается с использованием табличных данных на основе температуры. В этом случае теплопроводность также может изменяться в процессе моделирования.

Опция Tabulated data использует среднюю температуру блока для определения теплопроводности. Для плоской геометрии стенки средняя температура равна

Для цилиндрической геометрии стенки средняя температура равна

что предполагает, что находится внутри цилиндра.

A и B — тепловые порты, соответствующие слоям материала. Положительное направление передачи тепла от порта A к порту B, в этом случае значение теплового потока положительно.

Переменные

Используйте группу параметров Initial Targets, чтобы установить приоритет и начальные целевые значения для переменных параметров блока перед моделированием. Для получения дополнительной информации см. Настройка физических блоков с помощью целевых значений.

Порты

Ненаправленные

# A — слой
тепло

Details

Тепловой порт, соответствующий слою .

Имя для программного использования

port_a

# B — слой
тепло

Details

Тепловой порт, соответствующий слою . В случае цилиндрической стенки слой — внутренний.

Имя для программного использования

port_b

Вход

# K — сигнал управления теплопроводностью, Вт/(К*м)
скаляр

Details

Входной сигнал, управляющий теплопроводностью. Сигнал насыщается, когда значение выходит за пределы минимального предела, заданного параметром Minimum thermal conductivity.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите для параметра Conductivity type значение Variable input.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

Параметры

# Conductivity type — тип задания свойств теплопроводности
Constant | Variable input | Tabulated data

Details

Тип задания теплопроводности:

Constant — теплопроводность остается постоянной во время моделирования. Вы задаете теплопроводность с помощью параметра Thermal conductivity.
Variable input — теплопроводность задается с помощью входного сигнала на порту K, который может изменяться во время моделирования. Параметр Minimum thermal conductivity задает нижнюю границу сигнала.
Tabulated data — теплопроводность указывается с использованием табличных данных на основе температуры. В этом случае теплопроводность также может изменяться в процессе моделирования.

Значения	`Constant` \| `Variable input` \| `Tabulated data`
Значение по умолчанию	`—`
Имя для программного использования	`type`
Вычисляемый	Нет

# Wall geometry — форма стенки для расчета теплопроводности
Planar | Cylindrical

Details

Форма стенки для теплопроводности:

Planar — теплопередача осуществляется через плоскую прямоугольную стенку. Указывается площадь и толщина стены.
Cylindrical — теплопередача осуществляется через цилиндрическую стенку трубы. Указывается внутренний диаметр, внешний диаметр и длина трубы.

Значения	`Planar` \| `Cylindrical`
Значение по умолчанию	`Planar`
Имя для программного использования	`wall_geometry`
Вычисляемый	Нет

# Area — площадь теплообмена
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

Площадь сечения, перпендикулярного направлению теплового потока.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Wall geometry значение Planar.

Единицы измерения	`m^2` \| `um^2` \| `mm^2` \| `cm^2` \| `km^2` \| `in^2` \| `ft^2` \| `yd^2` \| `mi^2` \| `ha` \| `ac`
Значение по умолчанию	`1e-4 m^2`
Имя для программного использования	`area`
Вычисляемый	Да

# Thickness — толщина материала
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

Толщина материала, то есть расстояние между слоями.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Wall geometry значение Planar.

Единицы измерения	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
Значение по умолчанию	`0.1 m`
Имя для программного использования	`thickness`
Вычисляемый	Да

# Inner diameter — внутренний диаметр трубы
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

Внутренний диаметр трубы, то есть диаметр внутреннего слоя материала.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Wall geometry значение Cylindrical.

Единицы измерения	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
Значение по умолчанию	`0.05 m`
Имя для программного использования	`inner_diameter`
Вычисляемый	Да

# Outer diameter — внешний диаметр трубы
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

Внешний диаметр трубы, то есть диаметр внешнего слоя материала.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Wall geometry значение Cylindrical.

Единицы измерения	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
Значение по умолчанию	`0.1 m`
Имя для программного использования	`outer_diameter`
Вычисляемый	Да

# Length — длина трубы
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

Длина трубы.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Wall geometry значение Cylindrical.

Единицы измерения	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
Значение по умолчанию	`1.0 m`
Имя для программного использования	`length`
Вычисляемый	Да

# Thermal conductivity — теплопроводность материала
W/(m*K) | mW/(m*K) | Btu_IT/(hr*ft*deltadegR)

Details

Теплопроводность материала.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Conductivity type значение Constant.

Единицы измерения	`W/(mK)` \| `mW/(mK)` \| `Btu_IT/(hrftdeltadegR)`
Значение по умолчанию	`401.0 W/(m*K)`
Имя для программного использования	`lambda_const`
Вычисляемый	Да

# Minimum thermal conductivity — нижняя граница теплопроводности
W/(m*K) | mW/(m*K) | Btu_IT/(hr*ft*deltadegR)

Details

Нижняя граница значения теплопроводности. Входной сигнал на порту K насыщается при этом значении, чтобы предотвратить дальнейшее снижение теплопроводности.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Conductivity type значение Variable input.

Единицы измерения	`W/(mK)` \| `mW/(mK)` \| `Btu_IT/(hrftdeltadegR)`
Значение по умолчанию	`10.0 W/(m*K)`
Имя для программного использования	`lambda_min`
Вычисляемый	Да

# Thermal conductivity vector — вектор значений теплопроводности для использования в таблице данных
W/(m*K) | mW/(m*K) | Btu_IT/(hr*ft*deltadegR)

Details

Вектор значений теплопроводности, соответствующих значениям параметра Temperature vector. Размер вектора должен быть таким же, как параметр Temperature vector. Блок выполняет одномерный поиск по таблице теплопроводности при помощи средней температуры блока, линейной интерполяции и ближайшей экстраполяции.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Conductivity type значение Tabulated data.

Единицы измерения	`W/(mK)` \| `mW/(mK)` \| `Btu_IT/(hrftdeltadegR)`
Значение по умолчанию	`[413.0, 401.0, 392.0, 383.0, 371.0, 357.0, 342.0] W/(m*K)`
Имя для программного использования	`lambda_vector`
Вычисляемый	Да

Details

Вектор значений температуры, соответствующих значениям параметра Thermal conductivity vector. Вектор должен быть строго возрастающим. Значения могут быть расположены неравномерно. Вектор должен содержать не менее двух значений.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Conductivity type значение Tabulated data.

Единицы измерения	`K` \| `degC` \| `degF` \| `degR` \| `deltaK` \| `deltadegC` \| `deltadegF` \| `deltadegR`
Значение по умолчанию	`[200.0, 273.0, 400.0, 600.0, 800.0, 1000.0, 1200.0] K`
Имя для программного использования	`T_vector`
Вычисляемый	Да

Conductive Heat Transfer

Описание

Переменные

Порты

Ненаправленные

Вход

Параметры

Параметры

Примеры