1. Tutorial
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1. Tutorial. Los procesos a seguir para realizar el análisis respectivo de la conducción de calor en estado estacionario así como también transitorio se muestran a continuación: 1.1.
Estado Estacionario.
1. Iniciamos el programa el cual se presenta como se muestra en la siguiente imagen.
2. Una vez iniciado el programa identificamos el tipo de análisis que realizaremos, en este caso será un estudio térmico estacionario:
3. Para crear el análisis arrastramos a la zona de trabajo la pestaña identificada en el ítem anterior, lo cual nos muestra la siguiente ventana de trabajo, la misma que nos permitirá ingresar las condiciones de trabajo.
Ahora ingresamos las condiciones establecidas por el docente para las geometrías dadas como se muestra a continuación: a.
Placa plana. 4. Establecemos el MATERIAL o Ingresamos con doble clic a la pestaña Engineering Data.
o Accedemos a la base de datos o biblioteca otorgada por el paquete informático.
o El material asignado para al análisis de un placa plana es el Grafito.
o Identificamos dicho material en el grupo de Thermal Materials y lo añadimos como se indica a continuación.
Una vez añadido el material regresamos a la zona de trabajo, para establecer generar la geometría: 5. Geometría o Doble clic en Geometry.
o Se muestra el área de diseño en donde generaremos nuestra placa plana:
o En la opción create podemos generar la placa plana, con la opción primitives
o Indicamos las dimensiones otorgadas y generamos el solido.
6. Modelado o Abrimos la pestaña model y en esta seleccionamos generar malla.
o El software por defecto nos genera el siguiente mallado del sólido.
7. Condiciones del sistema. o Asignamos el material GRAFITO a la placa plana:
o Establecemos la temperatura inicial del sólido.
o Seleccionamos transferencia de calor por convección, las caras en las cuales ocurre dicha convección y aplicamos:
o Establecemos las condiciones dadas para el ambiente convectivo.
o Establecemos la condición de análisis a ser analizada ( temperatura )
o Ahora solucionamos el análisis con un doble clic en solve
o Obtenemos la siguiente gráfica:
o Ahora seleccionamos el flujo de calor que se presenta en el sólido como se indica a continuación:
o Clic en solve y obtenemos el siguiente resultado de flujo de calor en la placa plana analizada.
o Como se aprecia en la imagen la transferencia o convección de calor es máxima en la superficie la placa plana
b.
Cilindro.
Para el análisis de un cuerpo cilíndrico, los pasos 1, 2 y 3 del proceso anterior se repiten, a continuación se detallan los pasos requeridos para el análisis de un cilindro: 1) Selección de material o Ingresamos con doble clic a la pestaña Engineering Data.
o Accedemos a la base de datos o biblioteca otorgada por el paquete informático.
o El material asignado para al análisis de un cilindro es el BISMUTO. o Identificamos dicho material en el grupo de Explicit Materials y lo añadimos como se indica a continuación.
Una vez añadido el material regresamos a la zona de trabajo, para establecer generar la geometría: 2) Geometría o Doble clic en Geometry.
o Se muestra el área de diseño en donde generaremos nuestro cilindro:
o En la opción create podemos generar el cilindro, con la opción primitives
o Indicamos las dimensiones otorgadas y generamos el sólido.
3) Modelado o Asignamos el material BISMUTO en el cilindro
o Abrimos la pestaña model y en esta seleccionamos generar malla.
o El software por defecto nos genera el siguiente mallado del sólido.
4) Condiciones del sistema. o Establecemos la temperatura inicial del sólido.
o Seleccionamos transferencia de calor por convección, las caras en las cuales ocurre dicha convección y aplicamos:
o Establecemos las condiciones dadas para el ambiente convectivo.
o Establecemos la condición de análisis a ser analizada ( temperatura )
o El material dado por la base de datos del software no están completos (Calor específico) por lo tanto regresamos a engieneering data y asignamos el siguiente calor específico:
o Ingresamos el valor de calor específico:
o Ahora solucionamos el análisis con un doble clic en solve
o Obtenemos la siguiente gráfica:
o Ahora seleccionamos el flujo de calor que se presenta en el sólido como se indica a continuación:
o Clic en solve y obtenemos el siguiente resultado de flujo de calor en la placa plana analizada.
o Como se aprecia en la imagen la transferencia o convección de calor es máxima en la superficie del cilindro.
c.
Esfera. 1) Selección de material
o Accedemos a la base de datos o biblioteca otorgada por el paquete informático.
. . . . . . . . . .
Los procesos a seguir para realizar el análisis respectivo de la conducción de calor en estado estacionario así como también transitorio se muestran a continuación: 1.2.
Estado Transitorio
1. Iniciamos el programa el cual se presenta como se muestra en la siguiente imagen.
2. Una vez iniciado el programa identificamos el tipo de análisis que realizaremos, en este caso será un estudio térmico estacionario:
3. Para crear el análisis arrastramos a la zona de trabajo la pestaña identificada en el ítem anterior, lo cual nos muestra la siguiente ventana de trabajo, la misma que nos permitirá ingresar las condiciones de trabajo.
Ahora ingresamos las condiciones establecidas por el docente para las geometrías dadas como se muestra a continuación: i. Placa plana. 4. Establecemos el MATERIAL o Ingresamos con doble clic a la pestaña Engineering Data.
o Accedemos a la base de datos o biblioteca otorgada por el paquete informático.
o El material asignado para al análisis de un placa plana es el Grafito.
o Identificamos dicho material en el grupo de Thermal Materials y lo añadimos como se indica a continuación.
Una vez añadido el material regresamos a la zona de trabajo, para establecer generar la geometría: 5. Geometría o Doble clic en Geometry. o Se muestra el área de diseño en donde generaremos nuestra placa plana:
o En la opción create podemos generar la placa plana, con la opción primitives
o Indicamos las dimensiones otorgadas y generamos el solido.
6. Modelado o Abrimos la pestaña model y en esta seleccionamos generar malla.
o El software por defecto nos genera el siguiente mallado del sólido.
7. Condiciones del sistema. o Asignamos el material GRAFITO a la placa plana:
o Establecemos la temperatura inicial del sólido.
o Indicamos el número de pasos es decir el tiempo que se realizará el análisis.
o Seleccionamos transferencia de calor por convección, las caras (6caras) en las cuales ocurre dicha convección y aplicamos:
o Establecemos las condiciones dadas para el ambiente convectivo.
o Establecemos la condición de análisis a ser analizada ( temperatura )
o Ahora solucionamos el análisis con un doble clic en solve
o Obtenemos la siguiente gráfica:
o A continuación se muestra la variación de la temperatura en función del tiempo: o 4 SEGUNDOS
Se realiza un corte para apreciar cómo se distribuye la temperatura en el centro:
o 8 SEGUNDOS
Se realiza un corte para apreciar cómo se distribuye la temperatura en el centro:
o 16 SEGUNDOS
Se realiza un corte para apreciar cómo se distribuye la temperatura en el centro:
o 20 SEGUNDOS
Se realiza un corte para apreciar cómo se distribuye la temperatura en el centro:
Estado Estacionario.
1. Iniciamos el programa el cual se presenta como se muestra en la siguiente imagen.
2. Una vez iniciado el programa identificamos el tipo de análisis que realizaremos, en este caso será un estudio térmico estacionario:
3. Para crear el análisis arrastramos a la zona de trabajo la pestaña identificada en el ítem anterior, lo cual nos muestra la siguiente ventana de trabajo, la misma que nos permitirá ingresar las condiciones de trabajo.
Ahora ingresamos las condiciones establecidas por el docente para las geometrías dadas como se muestra a continuación: a.
Placa plana. 4. Establecemos el MATERIAL o Ingresamos con doble clic a la pestaña Engineering Data.
o Accedemos a la base de datos o biblioteca otorgada por el paquete informático.
o El material asignado para al análisis de un placa plana es el Grafito.
o Identificamos dicho material en el grupo de Thermal Materials y lo añadimos como se indica a continuación.
Una vez añadido el material regresamos a la zona de trabajo, para establecer generar la geometría: 5. Geometría o Doble clic en Geometry.
o Se muestra el área de diseño en donde generaremos nuestra placa plana:
o En la opción create podemos generar la placa plana, con la opción primitives
o Indicamos las dimensiones otorgadas y generamos el solido.
6. Modelado o Abrimos la pestaña model y en esta seleccionamos generar malla.
o El software por defecto nos genera el siguiente mallado del sólido.
7. Condiciones del sistema. o Asignamos el material GRAFITO a la placa plana:
o Establecemos la temperatura inicial del sólido.
o Seleccionamos transferencia de calor por convección, las caras en las cuales ocurre dicha convección y aplicamos:
o Establecemos las condiciones dadas para el ambiente convectivo.
o Establecemos la condición de análisis a ser analizada ( temperatura )
o Ahora solucionamos el análisis con un doble clic en solve
o Obtenemos la siguiente gráfica:
o Ahora seleccionamos el flujo de calor que se presenta en el sólido como se indica a continuación:
o Clic en solve y obtenemos el siguiente resultado de flujo de calor en la placa plana analizada.
o Como se aprecia en la imagen la transferencia o convección de calor es máxima en la superficie la placa plana
b.
Cilindro.
Para el análisis de un cuerpo cilíndrico, los pasos 1, 2 y 3 del proceso anterior se repiten, a continuación se detallan los pasos requeridos para el análisis de un cilindro: 1) Selección de material o Ingresamos con doble clic a la pestaña Engineering Data.
o Accedemos a la base de datos o biblioteca otorgada por el paquete informático.
o El material asignado para al análisis de un cilindro es el BISMUTO. o Identificamos dicho material en el grupo de Explicit Materials y lo añadimos como se indica a continuación.
Una vez añadido el material regresamos a la zona de trabajo, para establecer generar la geometría: 2) Geometría o Doble clic en Geometry.
o Se muestra el área de diseño en donde generaremos nuestro cilindro:
o En la opción create podemos generar el cilindro, con la opción primitives
o Indicamos las dimensiones otorgadas y generamos el sólido.
3) Modelado o Asignamos el material BISMUTO en el cilindro
o Abrimos la pestaña model y en esta seleccionamos generar malla.
o El software por defecto nos genera el siguiente mallado del sólido.
4) Condiciones del sistema. o Establecemos la temperatura inicial del sólido.
o Seleccionamos transferencia de calor por convección, las caras en las cuales ocurre dicha convección y aplicamos:
o Establecemos las condiciones dadas para el ambiente convectivo.
o Establecemos la condición de análisis a ser analizada ( temperatura )
o El material dado por la base de datos del software no están completos (Calor específico) por lo tanto regresamos a engieneering data y asignamos el siguiente calor específico:
o Ingresamos el valor de calor específico:
o Ahora solucionamos el análisis con un doble clic en solve
o Obtenemos la siguiente gráfica:
o Ahora seleccionamos el flujo de calor que se presenta en el sólido como se indica a continuación:
o Clic en solve y obtenemos el siguiente resultado de flujo de calor en la placa plana analizada.
o Como se aprecia en la imagen la transferencia o convección de calor es máxima en la superficie del cilindro.
c.
Esfera. 1) Selección de material
o Accedemos a la base de datos o biblioteca otorgada por el paquete informático.
. . . . . . . . . .
Los procesos a seguir para realizar el análisis respectivo de la conducción de calor en estado estacionario así como también transitorio se muestran a continuación: 1.2.
Estado Transitorio
1. Iniciamos el programa el cual se presenta como se muestra en la siguiente imagen.
2. Una vez iniciado el programa identificamos el tipo de análisis que realizaremos, en este caso será un estudio térmico estacionario:
3. Para crear el análisis arrastramos a la zona de trabajo la pestaña identificada en el ítem anterior, lo cual nos muestra la siguiente ventana de trabajo, la misma que nos permitirá ingresar las condiciones de trabajo.
Ahora ingresamos las condiciones establecidas por el docente para las geometrías dadas como se muestra a continuación: i. Placa plana. 4. Establecemos el MATERIAL o Ingresamos con doble clic a la pestaña Engineering Data.
o Accedemos a la base de datos o biblioteca otorgada por el paquete informático.
o El material asignado para al análisis de un placa plana es el Grafito.
o Identificamos dicho material en el grupo de Thermal Materials y lo añadimos como se indica a continuación.
Una vez añadido el material regresamos a la zona de trabajo, para establecer generar la geometría: 5. Geometría o Doble clic en Geometry. o Se muestra el área de diseño en donde generaremos nuestra placa plana:
o En la opción create podemos generar la placa plana, con la opción primitives
o Indicamos las dimensiones otorgadas y generamos el solido.
6. Modelado o Abrimos la pestaña model y en esta seleccionamos generar malla.
o El software por defecto nos genera el siguiente mallado del sólido.
7. Condiciones del sistema. o Asignamos el material GRAFITO a la placa plana:
o Establecemos la temperatura inicial del sólido.
o Indicamos el número de pasos es decir el tiempo que se realizará el análisis.
o Seleccionamos transferencia de calor por convección, las caras (6caras) en las cuales ocurre dicha convección y aplicamos:
o Establecemos las condiciones dadas para el ambiente convectivo.
o Establecemos la condición de análisis a ser analizada ( temperatura )
o Ahora solucionamos el análisis con un doble clic en solve
o Obtenemos la siguiente gráfica:
o A continuación se muestra la variación de la temperatura en función del tiempo: o 4 SEGUNDOS
Se realiza un corte para apreciar cómo se distribuye la temperatura en el centro:
o 8 SEGUNDOS
Se realiza un corte para apreciar cómo se distribuye la temperatura en el centro:
o 16 SEGUNDOS
Se realiza un corte para apreciar cómo se distribuye la temperatura en el centro:
o 20 SEGUNDOS
Se realiza un corte para apreciar cómo se distribuye la temperatura en el centro:
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