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Thermische Simulation von Werkzeugmaschinen

Ersatzmodelle zur Beschreibung konvektiver Wärmeübertragung in Gestellinnenräumen
  • , and
Published/Copyright: March 21, 2017
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Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb
From the journal Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb Volume 107 Issue 5

Kurzfassung

Bei der Wärmeübertragung an Gestellbauteilen von Werkzeugmaschinen können neben der Wärmeleitung über die Festkörper auch Wärmestrahlung und Konvektion über die Gestellinnenräume einen signifikanten Teil der Wärme transportieren. Die Größe des Anteils hängt dabei neben der Wärmeleitfähigkeit des Gestellwerkstoffs und den Emissionseigenschaften der Innenflächen insbesondere von der Geometrie des Gestellbauteils und den treibenden Temperaturunterschieden ab. Im Artikel wird untersucht, inwieweit letztere Einflussgrößen den Anteil der einzelnen Wärmetransportmechanismen bestimmen. Es wird gezeigt wie die Konvektion im Rahmen der Temperaturfeldberechnung über Ersatzmodelle beschrieben werden kann und welche Modelle dafür zur Verfügung stehen. Des Weiteren erfolgt eine Fehlerdiskussion, die – basierend auf den zusammengestellten Informationen – eine Fehlerabschätzung und eine Entscheidungshilfe für die Auswahl der Beschreibungsart der Konvektion bietet.

Abstract

During heat transfer within the frame of machine tools the heat not only flows through the solid body via conduction. A significant contribution to heat transfer is also provided by radiation and convection through the frame interior. The percentage of heat transfer of the latter effects is studied by varying of frame geometry and temperature difference. In the thermal analysis of machine tools convection can be described using analogous models. It is shown that various models are available in literature. An estimation of the model errors are carried out in order to provide some decision guidance for the selection of the adequate analogous model.

Prof. Dr.-Ing. habil. Knut Großmann, geb. 1949, ist seit 1994 Inhaber des Lehrstuhles für Werkzeugmaschinen und Direktor des Institutes für Werkzeugmaschinen und Steuerungstechnik (IWM) der TU Dresden.

Dr.-Ing. Andreas Mühl, geb. 1964, und Dipl.-Ing. Steffen Rehn, geb. 1973,sind Wissenschaftliche Mitarbeiter am IWM.

References

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Online erschienen: 2017-03-21
Erschienen im Druck: 2012-05-29

© 2012, Carl Hanser Verlag, München

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https://doi.org/10.3139/104.110752

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