Расчёт гидравлического сопротивления

[BAHO152 0]

Доброе время суток.

Помогите, пожалуйста разобраться:

Не знаю как считать гидравлическое сопротивление во FlowSimulation, хочу понять на простейшем примере: пусть есть труба некоторой длины, в неё подаём воду с некоторым расходом, какие граничные условия задавать, чтоб вычислить гидр.сопротивление этой трубы?

По логике вещей, одним из ГУ должна задаваться шероховатость трубы, где это задаётся? Какие остальные?

[Yuri69 1]

Задаем граничные условия:

на входе - значение осевой скорости, соответствующее заданному расходу ux_in=V, uy_in=uz_in=0 (ось трубы совпадает с осью x, V=Q/S, S=pi*d*d/4);

на выходе - давление, равное атмосферному, P_out=Pa, т.е. нулевое избыточное.

Потери давления dP на участке стабилизированного течения (грубо говоря при 50d<=x<=50d+L) выражаются через коэффициент гидравлического трения:

lambda=(d/L)*dP/(ro*V*V/2),

где dP=P_st-P_out, P_st - осредненное давление в сечении x=50d.

Если труба гидравлически гладкая (Re=V*d/mu<20*d/delta, delta - средняя шероховатость стенок трубы), то влияние шероховатости на потери можно не учитывать. В этом случае для оценки используют формулу Конакова:

lambda=1/(1.8∙lgRe-1.5)^2, Re>4000.

В общем случае подходит формула Альтшуля.

[MotorManiac 130]

Доброе время суток.

Помогите, пожалуйста разобраться:

Не знаю как считать гидравлическое сопротивление во FlowSimulation, хочу понять на простейшем примере: пусть есть труба некоторой длины, в неё подаём воду с некоторым расходом, какие граничные условия задавать, чтоб вычислить гидр.сопротивление этой трубы?

По логике вещей, одним из ГУ должна задаваться шероховатость трубы, где это задаётся? Какие остальные?

В качестве гран условия расход-скорость повесили, в качестве другого гран условия давление на выходе относительно которого будете считать потери давления. Задали мониторить давление на одном гран условии, на втором - вычитаем и смотрим. Ну или можно добавить задачу в виде формулы, которая автоматически будет вычитать одно из другого (делить на 9.81 если нужен перепад в мм.в.ст.)

[BAHO152 0]

Задаем граничные условия:

на входе - значение осевой скорости, соответствующее заданному расходу ux_in=V, uy_in=uz_in=0 (ось трубы совпадает с осью x, V=Q/S, S=pi*d*d/4);

на выходе - давление, равное атмосферному, P_out=Pa, т.е. нулевое избыточное.

Потери давления dP на участке стабилизированного течения (грубо говоря при 50d<=x<=50d+L) выражаются через коэффициент гидравлического трения:

lambda=(d/L)*dP/(ro*V*V/2),

где dP=P_st-P_out, P_st - осредненное давление в сечении x=50d.

Если труба гидравлически гладкая (Re=V*d/mu<20*d/delta, delta - средняя шероховатость стенок трубы), то влияние шероховатости на потери можно не учитывать. В этом случае для оценки используют формулу Конакова:

lambda=1/(1.8∙lgRe-1.5)^2, Re>4000.

В общем случае подходит формула Альтшуля.

Спасибо, с трубой понятно, только у меня более сложный профиль канала, эмпирическими зависимостями не возьмёшь. Попробую вариант, предложенный MotorManiac, (тоже спасибо:)) собственно, я считаю теплообменники, интересует перепад давления по масляному тракту, давление перед теплообменником 150 бар, это оно да?:

давление на выходе относительно которого будете считать потери давления.

А ещё когда субдомен масла задаю, там сразу ставлю давление 150 бар, я правильно делаю?

Или оставлять по умолчанию 1 бар? Что это за давление вообще? Статическое для статических задач видимо?

на втором - вычитаем и смотрим

Извините, не понял, что из чего вычетаем?

[MotorManiac 130]

Выкладывайте схему, так сложно что-то понять.

[BAHO152 0]

на картинке теплообменный аппарат масло-вода

Вообщем так:

1.Задаём ГУ:

1.1 2 субдомена-масла и воды, рассматриваем только масло, для субдомена масла задаём давление 150 бар (показано на рисунке)

1.2 Задаём массовый расход масла+температуру масла на входе (показано на рисунке)

1.3 Задаём давление масла на выходе - 149 бар - вот это вот задаётся, как я понял, ориентировочно?(показано на рисунке)

2Задача:

2.1. определить переданную тепловую мощность от масла к воде, тут проблем нет

2.2. определить гидравлическое сопротивление по маслянному тракту

По оканчании расчёта вывожу график по давлению-показывает некий перепад давления, он потенциально верный? почему падение давления начинается со 149 бар а не со 150, которое задано в п.1.1? или надо задавать просто 150 бар на выходе и не задавать давление в субдомене?

Изменено 16 октября 2011 пользователем BAHO152

[MotorManiac 130]

Надо повесить на ГУ для масла задачи - полное давление на входе, полное давление на выходе. Из первого вычесть второе и получить сопротивление участка.

P.S. Строчка ниже ГУ - Goals.

[BAHO152 0]

благодарю за помощь, как попробую отпишусь

Изменено 17 октября 2011 пользователем BAHO152

[BAHO152 0]

Вощем, просчитал, алгоритм был следующий:

1. поставил для масла задачи на входе и выходе масла следующим образом: goals---> insert surface goals ----> выбрал внутреннюю грань соответсвующей заглушки ---> галку на total pressure в столбце AVERAGE (т.е. среднее значение по выбранной грани) , рис. 1

рисунок 1

2. включил просмотр - рис.2, там выводятся значения давления (выделил красным), разница этих значений и есть искомое гидравлическое сопротивление, правилно?

рисунок 2

всё верно?

Изменено 23 октября 2011 пользователем BAHO152

[MotorManiac 130]

Вроде что-то похожее на правду. Единственное что смущает это: 1- давление в 140 атмосфер (по-моему масло при таком давлении переходит в твердую фазу ?) 2- это местные сопротивления, т.е. не очень понятно зачем пытаться поворачивать-разворачивать поток масла, если коэф-ты теплоотдачи и так весьма большие, вследствие достаточно высокой плотности масла. Соответственно водяные числа как-то коррелируют между собой (при более или менее похожих расходах). Попробуйте обсчитать задачу без местных сопротивлений, я не думаю что теплообмен ухудшится в разы.

[BAHO152 0]

1. масло в твёрдую фазу не переходит - установка реалная (на работе у меня) работает на давлении масла 150 атм и темп.масла 25 градусов, так что это факт

2. масло разворачиваю по той причине, что без разворотов не снимается необходимое количество теплоты, считал я первоначално вариант без перегородок, да, разница не в разы, но тем не менее, тепловой мощности не хватает, а габариты теплообменника для этой конкретной задачи не позволяют сделать теплообменник длиннее или больше по диаметру. как показал расчёт, перепад по давлению бренебрежимо мал - 0,003 бара, что при давлении на входе 150 бар не играет роли, поэтому и оставил эти перегородки

Огромное спасибо за помощь

[BAHO152 0]

А шероховатость как то можно задавать, чтоб в гидравлическом сопротивлении и её учитывать?