案例1 钢水的辐射传热

案例1.1 钢水的辐射传热

分析模型

计算

∙ 分析类型

热,辐射

∙ 求解方程式

能量守恒方程式

材料属性

气体显示在默认材料属性文件的[fliud(incompressible)]-[air(20c)]中

人体(水)密度 998.2[kg/m²]

比热容 4182[J/(kg.K)]

传热率 0.5991[W/(m.K)]

边界条件

∙ 热边界

热传递边界

钢水:热传导外部温度 1727 [℃]

人与空气之间:热传导

其他:热传导外部温度 27 [℃]

辐射边界

钢水:辐射率0.3 外部温度 1727 [℃]

人与空气之间:辐射率

0.9

其他:辐射率1.0 外部温度 27 [℃] 对称边界 Ymax (Y 最大值) : 对称边界(绝热的,镜面)

初始工况

温度(所有的) 27[℃]

具体条件

辐射射线数量 24

计算方法

瞬态分析用时=5分钟

步长=3.0秒

网格

元件数量72*49*58=204624

∙ [Basic Setting]选项

∙ 顶点探测有代表性的

∙ 划分网格的方法粗网格和细网格

几何比率(内部的) 1.1

几何比率(外部的) 1.2

底部构筑物标准长(20,20,20)

底部构筑物网格元件大小的极值(10,10,10)

设置指南

1. [Computational Domain (2/6)Step]

打开[Coordinate system](坐标系),选择[Cartesian coordinate]

(直角坐标)

关于矩形子域的大小问题,在[minimum value]处输入(0,0,0),

[Maximum value]处输入(3000,2300,3000)

2. [Analysis Type (3/6)step]

∙ 按照下表选择分析类型

3. [Initial Value/Gravity (4/6)step](初始值)

∙ [Unit of reference temperature](参考温度单位)栏目中选入[C] [ Default value of temperature](默认温度值)和[Initial temperature of solid](固体初始温度)中分别输入[27][℃] [Default value of emissivity](辐射率默认值)中输入[1] 创建分析模型和注册区

1. 用Cuboid (立方体)创建只有两部分的人体,并赋予其材料属性

2. 用Panel (面板)创建钢水(条件区域边界)

工况向导

1. [Analysis Type](分析类型)

∙ 勾选[heat]和[Radiation], 并选择[FLUX method](通量法)

∙ 选择[Transient analysis](瞬态分析)

2. [Initial Condiyion](初始工况)-

∙ 将[Temperature]的初始值[27][℃]设置到这个区域(硬件部分的初始温度) ∙

3. [Boundary Condition](边界条件)-[Thermal Boundary](热边界)

∙ 按照下表设置Heat Transfer(热传递)

∙ 按下表设置Radiation (辐射)

4. [Boundary Condition](边界条件)-[Systemmetrical Boundary](对称边界)

∙ 需为Ymax 设置对称边界

5. [Radiation](辐射)

∙ 在[Radiant Field](辐射区域)选项中,根据列表选择材料,并且选出[Radiant field]

(辐射区)或者[Non-radiant field](非辐射区)

1) 从列表中选择[air(20c)],并选出[Radiant field](辐射区),然后单击Set (设置)。

[Absorption coefficient](吸收率)和 [Scattering coefficient](分散率)仍为[0].

2) 从列表中选择[Water](水),并选择[Non-Radiant field](非辐射区),

[Emissivity](发射率) 栏中输入[0.9],单击Set (设置),这样就可以把所有水质材料部分的辐射率设置成0.9

在[Control]选项中,[the number of radiant flux method](辐射通量法的数量)栏目中选入[24 flux method](24通量法) ∙

1. [Analysis Control](简单设置)-[Transient Analysis]

∙ 在[Start cycle no.]栏目中输入[1],[Last Cycle no.]栏目中输入[100]

∙ 在[Time Step]的[Type]栏中选入[Fixed time step](固定时步),[Time step]中输入

[3][sec].

2. [Output Condition]-[L file]

∙ 在[Radiant (FLUX Method)]选项中,勾选

[Output amount of heat at radiation boundary]

(辐射边界的热输出量), [Output cycle]栏目中输入[10]

分析结果

∙ 计算周期

100个周期

∙ 温度等值线图

Y=2.25[m](接近对称平面)

∙ 辐射强度矢量图

Y=2.25[m](接近对称平面)

案例1.1 钢水的辐射传热

分析模型

计算

∙ 分析类型

热,辐射

∙ 求解方程式

能量守恒方程式

材料属性

气体显示在默认材料属性文件的[fliud(incompressible)]-[air(20c)]中

人体(水)密度 998.2[kg/m²]

比热容 4182[J/(kg.K)]

传热率 0.5991[W/(m.K)]

边界条件

∙ 热边界

热传递边界

钢水:热传导外部温度 1727 [℃]

人与空气之间:热传导

其他:热传导外部温度 27 [℃]

辐射边界

钢水:辐射率0.3 外部温度 1727 [℃]

人与空气之间:辐射率

0.9

其他:辐射率1.0 外部温度 27 [℃] 对称边界 Ymax (Y 最大值) : 对称边界(绝热的,镜面)

初始工况

温度(所有的) 27[℃]

具体条件

辐射射线数量 24

计算方法

瞬态分析用时=5分钟

步长=3.0秒

网格

元件数量72*49*58=204624

∙ [Basic Setting]选项

∙ 顶点探测有代表性的

∙ 划分网格的方法粗网格和细网格

几何比率(内部的) 1.1

几何比率(外部的) 1.2

底部构筑物标准长(20,20,20)

底部构筑物网格元件大小的极值(10,10,10)

设置指南

1. [Computational Domain (2/6)Step]

打开[Coordinate system](坐标系),选择[Cartesian coordinate]

(直角坐标)

关于矩形子域的大小问题,在[minimum value]处输入(0,0,0),

[Maximum value]处输入(3000,2300,3000)

2. [Analysis Type (3/6)step]

∙ 按照下表选择分析类型

3. [Initial Value/Gravity (4/6)step](初始值)

∙ [Unit of reference temperature](参考温度单位)栏目中选入[C] [ Default value of temperature](默认温度值)和[Initial temperature of solid](固体初始温度)中分别输入[27][℃] [Default value of emissivity](辐射率默认值)中输入[1] 创建分析模型和注册区

1. 用Cuboid (立方体)创建只有两部分的人体,并赋予其材料属性

2. 用Panel (面板)创建钢水(条件区域边界)

工况向导

1. [Analysis Type](分析类型)

∙ 勾选[heat]和[Radiation], 并选择[FLUX method](通量法)

∙ 选择[Transient analysis](瞬态分析)

2. [Initial Condiyion](初始工况)-

∙ 将[Temperature]的初始值[27][℃]设置到这个区域(硬件部分的初始温度) ∙

3. [Boundary Condition](边界条件)-[Thermal Boundary](热边界)

∙ 按照下表设置Heat Transfer(热传递)

∙ 按下表设置Radiation (辐射)

4. [Boundary Condition](边界条件)-[Systemmetrical Boundary](对称边界)

∙ 需为Ymax 设置对称边界

5. [Radiation](辐射)

∙ 在[Radiant Field](辐射区域)选项中,根据列表选择材料,并且选出[Radiant field]

(辐射区)或者[Non-radiant field](非辐射区)

1) 从列表中选择[air(20c)],并选出[Radiant field](辐射区),然后单击Set (设置)。

[Absorption coefficient](吸收率)和 [Scattering coefficient](分散率)仍为[0].

2) 从列表中选择[Water](水),并选择[Non-Radiant field](非辐射区),

[Emissivity](发射率) 栏中输入[0.9],单击Set (设置),这样就可以把所有水质材料部分的辐射率设置成0.9

在[Control]选项中,[the number of radiant flux method](辐射通量法的数量)栏目中选入[24 flux method](24通量法) ∙

1. [Analysis Control](简单设置)-[Transient Analysis]

∙ 在[Start cycle no.]栏目中输入[1],[Last Cycle no.]栏目中输入[100]

∙ 在[Time Step]的[Type]栏中选入[Fixed time step](固定时步),[Time step]中输入

[3][sec].

2. [Output Condition]-[L file]

∙ 在[Radiant (FLUX Method)]选项中,勾选

[Output amount of heat at radiation boundary]

(辐射边界的热输出量), [Output cycle]栏目中输入[10]

分析结果

∙ 计算周期

100个周期

∙ 温度等值线图

Y=2.25[m](接近对称平面)

∙ 辐射强度矢量图

Y=2.25[m](接近对称平面)


相关内容

  • 纳米微孔隔热材料在钢铁冶金生产中的应用
  • 纳米微孔隔热材料在在钢铁冶金生产中的应用 孙广颖 赵瑞林 天津固特节能环保科技有限公司 摘要: 本文介绍一种纳米微孔隔热材料,其隔热性能是通常材料3至4倍,且耐温较高,特别适合用于钢铁设备的绝热保温,达到节能减排效果,在发达国家已得到广泛应用. 本文重点介绍了该材料在钢铁厂的应用情况,包括在钢包.中 ...

  • 北京理工大学材料加工冶金传输原理期末试卷A-B试题及答案
  • <冶金传输原理>试题(A)参考答案 一.名词解释(每题2分,共16分) 1. 不压缩流体:指流体密度不会随压强改变而变化,或该变化可忽略的流体. 2. 速度边界层:指在靠近边壁处速度存在明显差异的一层流体,即从速度为 零到0.99倍的地方称为速度边界层. 3. 雷诺准数及其物理意义:Re ...

  • 连铸二次冷却研究的进展
  • 第17卷第6期 2005年12月 钢铁研究学报 Journal of Iron and Steel Research Vol. 17,No. 6 Dec. 2005 连铸二次冷却研究的进展 刘 青1, 王良周1, 曹立国2, 张立强2, 梁 玫2 (1. 北京科技大学冶金与生态工程学院, 北京100 ...

  • 第九章 热量传递
  • 第二篇 热量的传输 热量的传输即传热,是自然界及许多生产过程中普遍存在的一种极其重要的物理现象.冶金过程离不开化学反应,而几乎所有的化学反应都需要控制在一定的温度下进行,为了维持所要求的温度,物料在进入反应器之前往往需要预热或冷却到一定温度,在过程进行中,由于反应本身需吸收或放出热量,又要及时补充或 ...

  • 冶金传输原理
  • 冶金三传原理及相似性 第一章 概述 1 冶金的分类 冶金:钢铁冶金.有色金属冶金. 共同特点:发生物态变化 固液态 物理化学变化 原料与产品的性质.化学成分截然不同 1.1钢铁冶金 原料是矿石 产品是钢铁 钢铁工艺流程:长流程 高炉-转炉-轧机 短流程 直接还原或熔融还原-电炉-轧机 (1)高炉炼 ...

  • 燃料与燃烧新技术
  • 燃烧新技术 新型载氧体Fe2O3/SBA-15 的特性研究 化学链燃烧技术由Richter 于1983 年首次提出,改变传统的燃料与空气直接接触燃烧,将燃烧分解为两个气固反应,即燃烧反应器和空气反应器,通过载氧体在两个应器的循环流动,实现将空气的氧传递到燃料中.化学链燃烧是一种新的无火焰燃烧技术,具 ...

  • 的计算传热问题和计算传热学的应用
  • 冶金工业中的计算传热问题 和计算传热学的应用 陈海耿 聂宇宏 杨泽宽 蔡九菊 (东北大学) 摘 要 简要介绍了冶金工业的范围.主要流程以及传热问题的分布情况.对于计算传热学研究和应用比较集中与活跃的工艺流程及设备,例如铸锭过程.连铸.炉子和电解槽等,介绍了应用实例和主要方法.以连续加热炉为背景,对照 ...

  • 电磁搅拌技术的应用
  • 电磁搅拌的应用 青钢第一炼钢厂 杨咏阶 摘要:电磁搅拌是广泛应用连铸生产的技术,通过产生的电磁力,改善消除结晶器内钢水的过热度,可提高铸坯的等轴晶率,得到良好凝固组织的铸坯,从而改善成品的性能. 关键词:电磁搅拌 过热度 等轴晶 1 前言 电磁搅拌器(简称EMS) 是由瑞典ASEA 公司首先提出的, ...

  • 谈舒适健康高效的建筑热环境设计
  • ! 174! 第33卷第29期西建筑 Vol. 33No. 29 山2007年10月Oct. 2007SHANXI ARCH IT ECTURE 文章编号:1009 6825(2007) 29 0174 02 谈舒适健康高效的建筑热环境设计 李文驹 李 程 摘 要:通过对北京两个不同类型住宅冬季取暖 ...