基于ANSYS Workbench的通電導線的熱分析——簡介熱電耦合分析

【問題描述】

一根裸露導線,電阻為R,通過電流為I,需要計算電線中心溫度和表面溫度。

已知導線的長度為0.1米,截面半徑為0.005米,導線的熱傳導率是60.5瓦每米攝氏度,電阻率是1.7e-1歐姆米,電流大小是20安培,環(huán)境溫度是20攝氏度,導線裸露表面與空氣的對流換熱系數(shù)是5瓦特每平方米攝氏度。

【問題分析】

ANSYS Workbench中自帶熱電分析系統(tǒng),可以直接進行熱電耦合分析。

【求解過程】

1.打開ANSYS Workbench

2.創(chuàng)建熱-電分析系統(tǒng)

3.創(chuàng)建材料模型。

雙擊engineering data進入到工程數(shù)據(jù)中。

系統(tǒng)默認的鋼材的熱傳導率和電阻率與已知條件相同,不需要修改。

退回到WB界面。

4.創(chuàng)建幾何模型。

雙擊geometry進入到DM中,選擇長度單位是毫米。

其尺寸如下圖

退出DM.

5.劃分網(wǎng)格。

6.設(shè)置邊界條件。

設(shè)置一個端面電壓為零

設(shè)置另外一個端面的電流為20安

對外圓柱面設(shè)置對流邊界條件

7.求解

8.后處理

溫度云圖,整個導體溫度均勻。

電壓云圖

焦耳熱云圖