Раздел: Документация
0 ... 21 22 23 24 25 26 27 ... 34 Изменение агрегатного состояния (фазовый переход) Одной из важных особенностей ANSYSa, связанных с нестационарным теплообменом, является возможность решения задач при изменении агрегатного состояния: процессы плавления или затвердевания. Процессы изменения агрегатного состояния (изменения фазы) необходимо учитывать в следующих случаях: • При отливке металлов для определения таких характеристик, как распределения температур в отливке в процессе изменения агрегатного состоя- Main Menu > General Postproc > Plot Results > Element Solu. Команда: PLETAB или GUI: Main Menu > General Postproc > Plot Results > Elem Table. Команда: PLNSOL или GUI: Main Menu > General Postproc > Plot Results > Nodal Solu. Построение векторных полей: Команда: PLVECT или GUI: Main Menu > General Postproc > Plot Results > Pre-defined or User-defined. Представление результатов в виде таблиц: Команда: PRESOL или GUI: Main Menu > General Postproc > List Results > Element Solution. Команда: PRNSOL или GUI: Main Menu > General Postproc > List Results > Nodal Solution. Команда: PRRSOL или GUI: Main Menu > General Postproc > List Results > Reaction Solu. SoidPhase change ; L-qjic fey ion Tempera" .ire Рис. 6. Зависимость энтальпии материала, изменяющего агрегатное состояние от температуры: Enthalpy - энтальпия, Temperature - температура, Solid - твердое, Liquid -жидкое, Phase change region - обпасть изменения агрегатного состояния Энтальпия, размерность которой в системе СИ равна Дж/м3, явпяется инте-грапом от произведения ппотности на удепьную теплоемкость по температуре: H={pc(T)dT. • При решении нелинейных задач необходимо задавать достаточно малый шаг по времени. Также необходим автоматический выбор шага по времени и программа сможет выбирать соответствующие шаги по времени до, в процессе и поспе изменения агрегатного состояния. ния, время, в течение которого происходит изменение агрегатного состояния, тепловая эффективность опоки и т.п. •Производство сплавов, где изменение фазы происходит вследствие изменения химического, а не физического состава. •Термообработка. Изменение агрегатного состояния является нелинейной нестационарной тепловой задачей. Единственное различие между линейной и нелинейной задачами заключается в том, что: •Необходимо учитывать теплоту фазового перехода, т.е. энергию, которую система запасает или освобождает в процессе изменения фазы (или агрегатного состояния). Для учета теплоты фазового перехода определим энтальпию материала как функцию температуры (см. рис. 6). enthalpy А •Применяйте тепловые элементы низкого порядка, такие, как PLANE55 или SOL1D70. Если необходимо использовать элементы высокого порядка, выберите опцию диагональной матрицы теплоемкости, используя соответствующий элемент KEYOPT. (По умолчанию это выполняется для большинства элементов низкого порядка). •Параметр интегрирования по времени ТНЕТА следует положить равным 1, при этом используется Эйлерова конечно-разностная схема. (По умолчанию ТНЕТА = 0.5.) •При решении задач, связанных с изменением агрегатного (фазового) состояния, может оказаться полезной опция «поиск линии». Для этого служат: Команда: LNSRCH или GUI: Main Menu > Preprocessor > Loads > Nonlinear > Line Search. Пример, рассматриваемый в этом разделе, является нестационарным процессом затвердевания отливки. Замечание: Решение задачи методом GUI находится в ANSYS Tutorials. В этом примере рассчитываются распределения температуры в стальной отливке (рис. 7) и опоке в течение трехчасового процесса затвердевания. Заливка расплава производится в L-образную песчаную (земляную) опоку с толщиной стенок 4 дюйма. Теплообмен теплопроводностью происходит между стальной отливкой и песчаной опокой, а конвективный теплообмен происходит между песчаной опокой и окружающей средой (воздухом). Пример нестационарной тепловой задачи  Рис. 7. Стальная отливка 0 ... 21 22 23 24 25 26 27 ... 34
|
