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La liste des exemples en thermique et leurs liens de téléchargement se trouve sur la page   Exemples d'utilisation de QuickField : thermique

Note : Rouge : Utilisation d'une fonction spéciale. Bleu : Question. Vert : vers un lien interne. Orange : vers un lien externe.


 

Exemple 1.1 : Mur d'un four industriel - 3D


C'est un exemple simple de conduction thermique pour se familiariser avec les unités et l'utilisation de la 3D par extrusion.
  •   Données
  •   Géométrie
  •   Température externe et interne
  •   Conductivité thermique du mur
  •   Quelle est la perte thermique traversersant le mur ?
  •   Le modèle aurait pu être réalisé en 2D.
  •   Réponse exercice : P = 1700 W, réponse simulation : P = 1700 W.



échanges thermiques de surface

Résultats - visualisation du gradient de température

 

Exemple 1.2 : Perte thermique d'une conduite


C'est un exemple simple introduisant la modélisation de la convection et du rayonnement.
  •   Données
  •   Géométrie
  •   Température de la surface de la conduite et de l'environnement
  •   Emmissivité thermique du tube
  •   Quelle est la perte thermique linéique de la conduite ?
  •   Il n'est pas possible de par les conditions limites d'imposer la température de surface et d'autres paramètres. On utilise une épaisseur fictive et un matériau thermiquement conducteur. Une meilleure précision peut être obtenue avec une double symétrie.
  •   Une meilleure précision peut être obtenue avec une double symétrie.
  •   Réponse exercice : P = 998 W/m, réponse simulation : P = 996,47 W/m, réponse simulation avec double symétrie: P = 4 • 249,43 = 997,72 W/m.



pertes thermiques d'une conduite

Résultats - visualisation des symétries

 

Exemple 1.3 : Température interne de nacelle d'éolienne


Cet exemple particulier n'est en fait pas réaliste. D'après l'énoncé 300 kW sont dissipés dans un cylindre de 6 m de long et 3 de diamètre. On peut imaginer que la température annoncée ( 143 C ) est surprenante, mais il s'agit du minimum, la température ambiente est bien plus élevée.
  •   Données
  •   Géométrie
  •   Puissances en jeu et rendements mécanique et électrique.
  •   Température de l'air et de l'horizon lointain.
  •   Emissivité et coefficient de transfert thermique de la paroi
  •   Isolation thermique totale côté pales de la nacelle.
  •   Quelle est la température minimale dans la nacelle ?
  •   Réponse exercice : T mini = 143 C, réponse simulation : P = 1700 W.



température intérieur nacelle

Résultats - visualisation du gradient de température
  •   Pour obtenir un résultat proche de la théorie, il est plus simple d'utiliser un conductivité anormalement élevé : 10 000 W/K.m, puis utiliser le "integral calculator" et obtenir la température moyenne qui est 415,97 K soit 142,97 C.

    La représentation ci-dessus est obtenue avec une conductivité de l'air à une température très élevée : 0.5 W/K.m . Si les températures très proches de la paroi sont de l'ordre de grandeur de la solution, l'intérieur en est éloigné ( > 1 000 K ). L'exemple manque de données complémentaires sur le système de refroidissement interne.

 

Exemple 1.4 : Température d'un fil électrique - Ligne de commande


Initialement, l'exemple a pour but de vérifier une équation reliant température et courant passant dans un fil électrique. QuickField™ renferme déjà ces équations, on n'a donc besoin que de construire le modèle.
  •   Données
  •   Géométrie
  •   Résistance linéique.
  •   Température de l'air et de l'horizon lointain.
  •   Emissivité et coefficient de transfert thermique de la surface du fil
  •   Quelle est le courant maximum continu pour lequel la température du fil ne dépasse pas 60 C.?


electric wire in a steady environment

Description de l'environnement du fil

  •   Réponse exercice : 5.2 A, réponse simulation : 5.23 A.
    ( Valeur obtenue par interpolation des valeurs ci-dessous. )
Température ( C ) Courant ( A )
57.09 5
63.35 5.5

courbe température selon le courant électrique

Résultats - visualisation du gradient de température
  •   Une autre solution que celle utilisée ici, serait d'utiliser le module "optimisation" de LabelMover . L'inconvénient est que seule est accessible la puissance volumique ( et non le courant ), une conversion
    I = √(Pvolumique • Volume / Résistance),
    est nécessaire.

    La solution choisie ici est de passer par un script en langage Tcl qui fera varier le courant et mesurera la température du fil en pilotant les simulations via LabelMover . Voir aussi Command Line.



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