Кондуктивная теплопередача

Кондуктивная теплопроводность.

Тип: AcausalFoundation.Thermal.Elements.Conduction

Кондуктивная теплопередача

Путь в библиотеке:

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

Переменная кондуктивная теплопередача

Путь в библиотеке:

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

Описание

Блок Кондуктивная теплопередача представляет собой передачу тепла путем кондуктивного теплообмена между двумя слоями одного и того же материала.

Значок блока меняется в зависимости от значения параметра Тип проводимости.

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 Тип проводимости:

Константа — теплопроводность остается постоянной во время моделирования. Вы задаете теплопроводность с помощью параметра Теплопроводность.
Переменный вход — теплопроводность задается с помощью входного сигнала на порту K, который может изменяться во время моделирования. Параметр Минимальная теплопроводность задает нижнюю границу сигнала.
Табличные данные — теплопроводность указывается с использованием табличных данных на основе температуры. В этом случае теплопроводность также может изменяться в процессе моделирования.

Опция Табличные данные 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 Целевые значения, 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 Минимальная теплопроводность.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите для параметра Тип проводимости значение Переменный вход.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

Параметры

# Тип проводимости — тип задания свойств теплопроводности
Константа | Переменный вход | Табличные данные

Details

Тип задания теплопроводности:

Константа — теплопроводность остается постоянной во время моделирования. Вы задаете теплопроводность с помощью параметра Теплопроводность.
Переменный вход — теплопроводность задается с помощью входного сигнала на порту K, который может изменяться во время моделирования. Параметр Минимальная теплопроводность задает нижнюю границу сигнала.
Табличные данные — 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

# Форма стенки — форма стенки для расчета теплопроводности
Плоская | Цилиндрическая

Details

Форма стенки для теплопроводности:

Плоская — теплопередача осуществляется через плоскую прямоугольную стенку. Указывается площадь и толщина стены.
Цилиндрическая — 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

# Площадь — площадь теплообмена
м^2 | мкм^2 | мм^2 | см^2 | км^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 Форма стенки значение Плоская.

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

# Толщина — толщина материала
м | мкм | мм | см | км | in | ft | yd | mi | nmi

Details

Толщина материала, то есть расстояние между слоями.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Форма стенки значение Плоская.

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

# Внутренний диаметр — внутренний диаметр трубы
м | мкм | мм | см | км | in | ft | yd | mi | nmi

Details

Внутренний диаметр трубы, то есть диаметр внутреннего слоя материала.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Форма стенки значение Цилиндрическая.

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

# Внешний диаметр — внешний диаметр трубы
м | мкм | мм | см | км | in | ft | yd | mi | nmi

Details

Внешний диаметр трубы, то есть диаметр внешнего слоя материала.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Форма стенки значение Цилиндрическая.

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

# Длина — длина трубы
м | мкм | мм | см | км | in | ft | yd | mi | nmi

Details

Длина трубы.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Форма стенки значение Цилиндрическая.

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

# Теплопроводность — теплопроводность материала
Вт/(м*К) | mW/(m*K) | Btu_IT/(hr*ft*deltadegR)

Details

Теплопроводность материала.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Тип проводимости значение Константа.

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

# Минимальная теплопроводность — нижняя граница теплопроводности
Вт/(м*К) | 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 Тип проводимости значение Переменный вход.

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

# Вектор теплопроводности — вектор значений теплопроводности для использования в таблице данных
Вт/(м*К) | mW/(m*K) | Btu_IT/(hr*ft*deltadegR)

Details

Вектор значений теплопроводности, соответствующих значениям параметра Вектор температуры. Размер вектора должен быть таким же, как параметр Вектор температуры. 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 Тип проводимости значение Табличные данные.

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 Вектор теплопроводности. 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 Тип проводимости значение Табличные данные.

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

Кондуктивная теплопередача

Описание

Переменные

Порты

Ненаправленные

Вход

Параметры

Параметры

Примеры