Wie berechne ich den Temperaturverlauf eines Stahlprofils?

[mishka747]

Hi Leute!
Ich sollte die Temperatur an einem Hohlprofilstützenquerschnitt mit Hilfe von einem FE-Programm berechnen. Zuerst aber möchte ich die Ergebnisse mit einer Handrechnung überprüfen. Der stetige Temperaturanstieg in Kelvin nehme ich von der Einheits-Temperaturzeitkurve. Wie werde ich die Stahltemperatur unter Berücksichtigung des Netto-Wärmestroms berechnen?
Es ist bestimmt nicht schwer, aber meine Physik-Kenntnisse sind gering.
Es wäre super wenn mir jemand diese Frage beantworten konnte...

Vielen Dank!

[Gerrit Lamadé]

allg.: Wärmestrom = (Temperaturleitfähigkeitskoeffizient/ charakteristische Länge) * Temperaturdifferenz * Kontaktfläche

Wenn dein Material aus unterschiedlichen Materialien aufgebaut ist:

Wärmestrom =[(Temperaturleitfähigkeitskoeffizient (1)/ Charakteristische Länge (1))+(Temperaturleitfähigkeitskoeffizient (2)/ Charakteristische Länge (2)+...]* Kontaktfläche * Temperaturdifferenz

Die Charakteristische Länge ist hierbei die Breite bzw. die Position innerhalb des Materials in Richtung des Temperaturgradienten
Kontaktfläche berechnet sich je nach geometrischer Form des Hohlprofils

Die Temperaturleitkoeffizienten für die einzelnen Materialien findet man z.B. im VDI-Wärmeatlas

[Linse]

Es kommt jetzt einfach darauf an, was Du in Deinen Handrechnungen erkennen willst.
Wenn Du tatsaechlich die Temperaturverteilung im Stoff berechnen willst, dann empfehle ich Dir, Dich eingehender mit der Fourier'schen Differentialgleichung zur Waermeleitung zu befassen.
Ob das aber wirklich schneller geht, als erst mal ein vereinfachtes FEM mit weitem Gitter durchlaufen zu lassen, das bezweifle ich...