稳态传热，是指传热系统中各点的温度仅随位置而变化，不随时间而改变。稳态传热用于分析稳定的热载荷对系统或部件带来的影响，可通过稳态传热分析确定初始温度的分布情况。本案例通过对一个管道的仿真，来了解中望仿真稳态传热的步骤。

如需获取完整教程及模型，请点此下载：管道稳态传热分析.rar

1.导入模型

点击Ribbon栏中【File】→【Open】，导入模型对话框，点击【pipeline】，导入管道模型，如图1所示。

图1 导入模型

2.单位设置

点击Ribbon栏中【Simulation】→【Pre-Processing】→【Unit Manager】打开单位设置对话框，本例中单位如图2所示。

图2 单位设置

3.新建仿真任务

点击Ribbon栏中【Simulation】→【ZwApp】→【New Structure】打开新建仿真任务对话框，选择Steady state heat transfer进入稳态热力学仿真页面，如图3所示。

图3 新建仿真任务

4.模型材料设置

本例材料属性为AISI 1035(SS)。

右键点击节点树下的【Steady state heat transfer】→【Geometry】→【pipeline】→【S1(Solid)】，点击【Edit Material】打开材料库对话框，在【user】选项处右键，选中【Create Material】,按图4所示设置好材料属性，并命名为

【AISI 1035 Steel(SS)】，点击【OK】后再次点击【OK】，返回节点树界面，【S1(Solid)】自动更改为【S1 (AISI 1035 Steel(SS))(Solid)】,说明AISI 1035的材料属性已成功赋予给几何体。

图4 模型材料设置

5.施加载荷

本例中载荷形式为对流载荷，其中管道的内表面对流系数为150 W/(m2*k)，环境温度为200℃，管道的外表面对流系数为10 W/(m2*k)，环境温度为25℃。

右键节点树下的【Steady state heat transfer】→【Thermal Loads】，选择【Convection Loads】打开对流载荷设置对话框，在Entities中选中管道内表面，对流系数大小设置为150，单位设置为W/(m^2*dK)，环境温度设置为200℃，Symbol Color设置为绿色，Symbol Size设置为100，点击【】完成对流载荷设置，管道的外表面按相同的步骤将对流系数大小设置为10，单位设置为W/(m^2*dK)，环境温度设置为25摄氏度，如图5所示。

图5 施加对流载荷

6.网格划分

本例网格尺寸为16.8462mm，容差为0.01mm，使用ZW网格划分器划分网格。

右键点击节点树下的【Steady state heat transfer】→【Mesh，Mesh】，点击【Create Mesh】打开网格创建对话框，理论上网格数量越多，网格划分就越精细，计算越准确，但仿真时间也将增加，一般保持默认设置即可，Mesher选择ZW，划分方式选择Standard，Mesh size设置为16.8462mm，Toleration设置为0.01，Element type设置为Auto，在Options中选择Second order以生成二阶网格，点击【】完成网格划分设置，如图6所示。

图6 网格划分

7.仿真计算

右键点击节点树下的【Steady state heat transfer】→【Result】，点击【Calculate】运行求解器计算。进度栏中会显示当前仿真进度，运行结束后，在节点树下会出现一些默认的结果，如图7所示。

图7 仿真计算

8.结果查看与后处理

在节点树【Steady state heat transfer】→【Results】下可查看求解结果云图，如图8所示。

图8 结果查看

如需查看更多结果，可点击Ribbon栏中的【ZWStructure】→【Result】→【New Result Plot】打开结果绘图对话框，选择想要查看的结果，点击【OK】，结果云图将被添加到节点树的【Result】下，双击新添加的结果即可显示结果云图，如图9所示。

(a)

(b)

图9 查看更多结果云图

如需查看几何体和节点数据，右键点击节点树下的【Steady state heat transfer】→【Result】→【temperature】点击【Probe Result】查看几何体和节点数据，指针类型选择On Selected Entities，然后选中管道实体，点击【Update entities data】生成所选几何体以及对应节点的温度结果。

(a)

(b)

图10 查看指针结果   

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