 |
هیت سینک با تابش سطح به سطح
معرفی
این نرم افزار مدل Heat Sink را با در نظر گرفتن تشعشعات سطح به سطح گسترش می دهد. برای توضیح دقیق برنامه، به Heat Sink مراجعه کنید .
مسیر کتابخانه برنامه: ماژول_انتقال_گرما/آموزش_همرفت_اجباری_و_طبیعی/تابش_سطح_حرارت_سینک
دستورالعمل مدلسازی
ریشه
در این بخش دوم شما مدل را اصلاح و حل می‌کنید تا اثرات تابش سطح به سطح بین هیت سینک و دیواره‌های کانال را مطالعه کنید.
کتابخانه های کاربردی
1 | از منوی File ، Application Libraries را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره Application Libraries ، Heat Transfer Module>Tutorials, Forced and Natural Convection>heat_sink را در درخت انتخاب کنید . |
3 |  روی Open کلیک کنید . |
جزء 1 (COMP1)
اکنون مدل را طوری تغییر دهید که اثرات تشعشعات سطح به سطح را شامل شود. ابتدا باید ویژگی تابش سطح به سطح را فعال کنید.
انتقال حرارت در جامدات و سیالات (HT)
به طور پیش فرض، جهت تابش توسط کدورت دامنه ها کنترل می شود. قطعات جامد به طور خودکار به عنوان مات تعریف می شوند در حالی که قطعات مایع شفاف هستند. می توانید این تنظیم را با استفاده از ویژگی Opacity در رابط تابش سطح به سطح تغییر دهید .
هنگامی که شرط مرزی سطح پراکنده ، جهت تشعشع ساطع شده را به عنوان Opacity کنترل شده (تنظیم پیش فرض) تعریف می کند ، مرزهای انتخاب شده باید بین یک دامنه مات و شفاف قرار گیرند. نمای بیرونی به طور پیش فرض شفاف تعریف شده است. تنظیم پیش فرض را تغییر دهید تا نمای بیرونی مات شود و جهت تابش به طور خودکار روی دیواره های کانال مشخص شود.
فیزیک را اضافه کنید
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Physics کلیک کنید تا پنجره Add Physics باز شود . |
2 | به پنجره Add Physics بروید . |
3 | در درخت، Heat Transfer>Radiation>Surface-to-Surface Radiation (rad) را انتخاب کنید . |
4 | روی Add to Component 1 در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
5 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Physics کلیک کنید تا پنجره Add Physics بسته شود . |
تابش سطح به سطح (RAD)
اکنون می توانید یک شرط مرزی سطح به سطح را به مدل اضافه کنید.
1 | در پنجره تنظیمات برای تابش سطح به سطح ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . |
2 | از لیست انتخاب ، دیوارهای خارجی را انتخاب کنید . |
سطح پراکنده 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Surface-to-Surface Radiation (rad) روی Diffuse Surface 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای سطح پخش ، بخش Ambient را پیدا کنید . |
3 | از لیست T amb ، دمای محیط (ampr1) را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Surface Emissivity را پیدا کنید . از لیست ε ، User defined را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، 0.85 را تایپ کنید . |
کدورت 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Domains کلیک کنید و Opacity را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Opacity ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، همه فضای خالی را انتخاب کنید . |
MULTIPHYSICS را اضافه کنید
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Add Multiphysics کلیک کنید تا پنجره Add Multiphysics باز شود . |
2 | به پنجره Add Multiphysics بروید . |
3 | در درخت، No Predefined Multiphysics Available برای واسط های فیزیک انتخاب شده را انتخاب کنید . |
4 | زیربخش Select the physics interfaces you want to coupled را پیدا کنید . در جدول، تیک Couple را برای جریان لایه (spf) پاک کنید . |
5 | در درخت، Heat Transfer>Radiation>Heat Transfer with Surface-to-Surface Radiation را انتخاب کنید . |
6 | روی Add to Component در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
7 | در نوار ابزار Physics ، روی  Add Multiphysics کلیک کنید تا پنجره Add Multiphysics بسته شود . |
جزء 1 (COMP1)
برای دیدن فضای داخلی کانال و هیت سینک، مرزهای بالا و جلو را پنهان کنید.
1 | در پنجره Model Builder ، روی Component 1 (comp1) کلیک کنید . |
2 |  روی دکمه کلیک و پنهان کردن در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
3 | فقط مرزهای 1، 2 و 4 را انتخاب کنید. |
ریشه
برای اینکه راه حل قبلی را حفظ کنید و بتوانید آن را با این نسخه از مدل مقایسه کنید، یک مطالعه ثابت جدید ایجاد کنید. اولین مطالعه را ویرایش کنید تا تابش سطح به سطح را حذف کنید و مطمئن شوید که در صورت حل مجدد همان راه حل محاسبه می شود.
اضافه کردن مطالعه
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Study کلیک کنید تا پنجره Add Study باز شود . |
2 | به پنجره Add Study بروید . |
3 | زیربخش مطالعات را پیدا کنید . در درخت انتخاب مطالعه ، General Studies>Stationary را انتخاب کنید . |
4 | روی Add Study در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
5 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Study کلیک کنید تا پنجره Add Study بسته شود . |
مطالعه 1 – بدون تشعشع
1 | در پنجره Model Builder ، روی Study 1 کلیک راست کرده و Rename را انتخاب کنید . |
2 | در کادر محاوره ای تغییر نام مطالعه ، مطالعه 1 – بدون تشعشع را در قسمت متن برچسب جدید تایپ کنید . |
3 | روی OK کلیک کنید . |
مرحله 1: ثابت
1 | در پنجره Model Builder ، گره Study 1 – without radiation را گسترش دهید ، سپس روی Step 1: Stationary کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Stationary ، بخش Physics and Variables Selection را پیدا کنید . |
3 | در جدول، کادر حل برای تابش سطح به سطح (rad) را پاک کنید . |
4 | در جدول، کادر حل برای انتقال حرارت با تابش سطح به سطح 1 (htrad1) را پاک کنید . |
نتایج
دما، بدون تشعشع
گروه‌های طرح پیش‌فرض مطالعه جدید، نام‌هایی مشابه با آن‌هایی که از قبل وجود دارند، خواهند داشت. برای جلوگیری از سردرگمی، نام گروه نمودار دما را واضح تر تغییر دهید.
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Results روی دما (ht) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح سه بعدی ، دما، بدون تشعشع را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
مطالعه 2 – با تشعشع
1 | در پنجره Model Builder ، روی Study 2 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مطالعه ، Study 2 – with radiation را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | در نوار ابزار صفحه اصلی ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
نتایج
دما، با تشعشع
همان نمودارهای پیش فرض قبلی به طور خودکار تولید می شوند. نمودار دما را برای مقایسه هر دو حالت تغییر دهید.
1 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح سه بعدی ، دما را با Radiation در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
فلش جلد 1
1 | در دما، با نوار ابزار تابش، روی حجم  پیکان کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای حجم پیکان ، روی Replace Expression در گوشه سمت راست بالای بخش Expression کلیک کنید . از منو، Component 1 (comp1)>Linar Flow>Velocity and Press>u,v,w – فیلد سرعت را انتخاب کنید . |
3 | قسمت Data را پیدا کنید . از فهرست مجموعه داده ، مطالعه 2 – با تشعشع/راه حل 2 (sol2) را انتخاب کنید . |
4 | قسمت تعیین موقعیت پیکان را پیدا کنید . زیربخش نقاط شبکه x را پیدا کنید . در قسمت متنی Points عدد 40 را تایپ کنید . |
5 | زیربخش نقاط شبکه ای y را پیدا کنید . در قسمت متنی Points ، 20 را تایپ کنید . |
6 | زیربخش نقاط شبکه z را پیدا کنید . از لیست روش ورود ، Coordinates را انتخاب کنید . |
7 | در قسمت متن مختصات ، 5[mm] را تایپ کنید . |
بیان رنگ 1
1 | در دما، با نوار ابزار تابش، روی  Color Expression کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Color Expression ، روی Replace Expression در گوشه سمت راست بالای بخش Expression کلیک کنید . از منو، Component 1 (comp1)>Laminar Flow>Velocity and Press>spf.U – Velocity magnitude – m/s را انتخاب کنید . |
3 | در دما، با نوار ابزار تابش، روی  Plot کلیک کنید . |
نمودار در پنجره Graphics باید مانند شکل زیر باشد.
