Unter https://demonstrations.wolfram.com/HeatTransferInFins/ wird von Mathematica ein Demonstrationsbeispiel für die Dimensionierung von Kühlgeometrien zur Verfügung gestellt.
Unter dem Snapshot 1 ist ein Beispiel mit der 500K Wärmequelle mit einem 18mm langem Eisenstab mit einem Durchmesser von 1,5mm und einer Strömung quer zum Stab mit einer Fluidtemperatur von 348K dargestellt.
Daten analog Snapshot 1 aus https://demonstrations.wolfram.com/HeatTransferInFins/
Ziel ist es nun die Randbedingungen in ANSYS zu finden um auf die gleichen Werte der Temperatur an der Stabspitze T=448K und der Wärmeabgabe von Q=0,88W zu kommen.
Dabei soll die Aufgabe möglichst eigenständig bearbeitet werden, es werden jedoch immer Lösungshinweise gegeben um am Ende auf das richtige Modell zu kommen.
<aside> 💡 Die Aufgabe wurde im Einheitensystem Metric (m,kg,N,s,mV,mA,K) ****mit Längen in mm und Temperaturen in K erstellt.
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Die Einheiten können im Mechanical unten in der blauen Leiste geändert werden
Daten analog Snapshot 1 aus https://demonstrations.wolfram.com/HeatTransferInFins/
<aside> ❓ Fügen Sie eine "Steady-State Thermal" Analyse in ANSYS Workbench 2019 R2 hinzu und erstellen Sie unter Berücksichtigung der gegebenen Geometrien, Materialien und Randbedingungen ein 3D Finite-Elemente Modell.
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<aside> <img src="https://s3-us-west-2.amazonaws.com/secure.notion-static.com/2d79610b-4ca7-4653-b2b7-a8a9a73783fb/a.png" alt="https://s3-us-west-2.amazonaws.com/secure.notion-static.com/2d79610b-4ca7-4653-b2b7-a8a9a73783fb/a.png" width="40px" /> Wählen Sie Randbedingungen sodass die Temperatur an der Spitze 448K entspricht.
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<aside> <img src="https://s3-us-west-2.amazonaws.com/secure.notion-static.com/845ccfdd-e68a-473b-8a90-ad9f84d82c5a/b.png" alt="https://s3-us-west-2.amazonaws.com/secure.notion-static.com/845ccfdd-e68a-473b-8a90-ad9f84d82c5a/b.png" width="40px" /> Bestimmten Sie die Wärmeabgabe. Kontrollieren Sie den Wert mit der Lösung von Q=0,88W
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Maße:
Durchmesser Stab (x,z): 1,5mm
Länge Stab (y): 18mm
Material:
stainless steel
$$ \lambda=80 \mathrm{\frac{W}{K\,m}} $$
