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Wärmeaustausch zwischen Bauteilen und strömenden Fluiden

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​CFD-Sauna: Entspanntes Aufheizen und Abkühlen

​Ob in der Anlagen- und Verfahrenstechnik, der Automobil- , Luft- und Raumfahrtindustrie oder der Elektronikbranche, fast jedes Produkt unterliegt temperaturabhängigen Prozessen und Materialien. Um die Temperaturgrenzen für Bauteile einzuhalten ist die Um- oder Durchströmung mit einem Fluid oft der effizienteste Weg. Die stark vereinfachte Simulation der Strömungskühlung über die Annahme konstanter Wärmeübergangskoeffizienten ist Ihnen zu ungenau? CHT-Rechnungen (Conjugate Heat Transfer) sind die Lösung. Hier wird das Temperaturfeld sowohl im Festkörper als auch im Fluid berechnet und der Wärmeübergang wird explizit aufgelöst. So können Sie auch den Wärmehaushalt komplexer Bauteile realitätsnah nachbilden. Dieses Seminar vermittelt die Grundlagen der Wärmetransportmechanismen und gibt einen Überblick über die Modellierungsmöglichkeiten in ANSYS Fluent. An anschaulichen Beispielen werden die unterschiedlichen Arten des Wärmetransportes wie Wärmeleitung, freie und erzwungene Konvektion untersucht und die Umsetzung in der Software demonstriert.

ZIELGRUPPE

​Das Seminar richtet sich sowohl an Entwicklungs- und Simulationsingenieure als auch an Forscher, die sich mit dem Wärmemanagement von Bauteilen und Anlagen beschäftigen in denen der Wärmeübergang zwischen Festkörper und Fluiden eine wesentliche Rolle spielt. Grundkenntnisse im Umgang mit ANSYS Fluent, etwa aus dem Einführungskurs Fluent, werden vorausgesetzt.

IHR NUTZEN

​In diesem Seminar lernen Sie die Grundlagen des Energietransports um- und durchströmter Bauteile kennen. An ausgewählten Übungen zu verschiedenen Aufgabenstellungen lernen Sie Lösungswege zur zuverlässigen und effizienten Berechnung kennen. Mit vielen Best-Practice Tipps und Tricks sind Sie bestens für die ersten eigenen Projekte zum Thema Heizen und Kühlen gerüstet.

Agenda

M1: Grundlagen CHT

  • CHT: Conjugate Heat Transfer
  • Die Wärmetransportmechanismen
  • Energiebilanzgleichung
  • Dimensionslose Kennzahlen
  • Wahl der Randbedingungen
  • Mesh Interfaces (solid vs. fluid)
  • Workshop: Wärmeübergang zwischen Wänden und Fluid an einer Rohrverbindung

M2: Wärmeleitung und erzwungene Konvektion

  • Die thermische Grenzschicht
  • Vernetzungsanforderungen
  • Energietransport in Festkörpern
  • ​Wärmeübergang an den Wänden
  • Auswertung des Wärmeübergangskoeffizienten
  • Zeitskalen CFD und Temperatur
  • Workshop: Kühlung eines E-Mobility Ladesteckers

M3: Erzwungene Konvektion mit Lüftern

  • ​Grundlagen Lüfter
  • Die Lüfterkennlinie
  • Vereinfachte Modellierungsansätze für Axial-Lüfter
  • Lüfter als Randbedingung
  • Best Practice erzwungene Konvektion
  • Workshop: Aktive Umströmung eines Kühlkörpers

M4: Natürliche Konvektion

  • ​Theorie natürliche Konvektion
  • Dichteunterschiede als treibende Kräfte
  • Best Practice natürliche Konvektion
  • Workshop: Auftriebsströmung in in einer Ladestäule
  • Ausblick: Strahlungstransport

ERGÄNZENDE VERANSTALTUNGEN