Расход в трубопроводе

[diofin 0]

Здравствуйте. Помогите пожалуйста с расчетом. Моей моделью является трубопровод с коленом в САПР Solidworks. Диаметр трубопровода D=400мм, длина трубопровода до колена L1=4000мм, после колена L2=20000мм, радиус колена R=1D=400мм. Нужно найти распределение расхода по длине трубопровода после колена (каждые 500мм) при следующих условиях:
Расход в начале (или установленное в конце) трубопровода 33.4 кг/с, давление 4,2 МПа, газ - метан. Не могу найти верного способа расчета расхода на определенном участке трубопровода.
Над задачей сижу уже долгое время, есть нюансы:
1. При расчете расхода в системе с помощью Global Goals (Mass Flow Rate) расход почему-то равен 0,026 кг/с
2.  Все время при расчете выскакивает предупреждение Warning: A vortex crosses the pressure opening
Прошу, помогите и подскажите, что я не так делаю((

[kristeen 355]

Расход в начале (или установленное в конце) трубопровода 33.4 кг/с, давление 4,2 МПа, газ - метан

А какую скорость Вы ожидаете получить с таким расходом и диаметром трубы 400мм?

 

1. Global Goal Mass Flow Rate = Inlet mFlow + Outlet mFlow. Inlet mFlow > 0 (газ поступает в область), Outlet mFlow < 0 (газ покидает область). Их сумма будет дисбалансом массового расхода, чем она ближе к 0 тем лучше. Она не равна 0 из-за п.2, который приводит к обратным  течениям на выходе.

 

2. Узнайте, в чем отличие Total Pressure от Static Pressure, и что следует задавать в Вашей задаче..

[ccc44 53]

1. При расчете расхода в системе с помощью Global Goals (Mass Flow Rate) расход почему-то равен 0,026 кг/с

2.  Все время при расчете выскакивает предупреждение Warning: A vortex crosses the pressure opening

Прошу, помогите и подскажите, что я не так делаю((

Странно, у меня на крупной сетке решение быстро сходится. Но, kristeen прав: расход на выходе чуть больше расхода на входе, чего быть не может:

А в общем вдоль горизонтального участка по оси трубы давление и скорость меняются качественно правильно:

[diofin 0]

 

Расход в начале (или установленное в конце) трубопровода 33.4 кг/с, давление 4,2 МПа, газ - метан

А какую скорость Вы ожидаете получить с таким расходом и диаметром трубы 400мм?

 

1. Global Goal Mass Flow Rate = Inlet mFlow + Outlet mFlow. Inlet mFlow > 0 (газ поступает в область), Outlet mFlow < 0 (газ покидает область). Их сумма будет дисбалансом массового расхода, чем она ближе к 0 тем лучше. Она не равна 0 из-за п.2, который приводит к обратным  течениям на выходе.

 

2. Узнайте, в чем отличие Total Pressure от Static Pressure, и что следует задавать в Вашей задаче..

 

ну вот и ожидаемый вопрос в том, как избавится от этого обратного течения, насколько я понял, вызваным предупреждением п.2.

 

 

1. При расчете расхода в системе с помощью Global Goals (Mass Flow Rate) расход почему-то равен 0,026 кг/с

2.  Все время при расчете выскакивает предупреждение Warning: A vortex crosses the pressure opening

Прошу, помогите и подскажите, что я не так делаю((

Странно, у меня на крупной сетке решение быстро сходится. Но, kristeen прав: расход на выходе чуть больше расхода на входе, чего быть не может:

расход.png

А в общем вдоль горизонтального участка по оси трубы давление и скорость меняются качественно правильно:

давление.png

 

мне нужно узнать, каким образом разсчитать расход, наример, на розстояние 2м после колена? 

Изменено 6 марта 2014 пользователем diofin

[soklakov 1 475]

каким образом разсчитать расход, наример, на розстояние 2м после колена? 

Посмотреть расход в сечении не подойдет?

[diofin 0]

 

каким образом разсчитать расход, наример, на розстояние 2м после колена? 

Посмотреть расход в сечении не подойдет?

 

возможно подойдет, но как это осуществить

[kristeen 355]

Раз уж я все равно сделал расчет, то во имя дружбы народов вот файл (SW2013sp2.0).

Я сначала думал, что сверхзвук при таком расходе получится, но спасибо ccc44, навел на мысль)

[ccc44 53]

 

 

каким образом разсчитать расход, наример, на розстояние 2м после колена? 

Посмотреть расход в сечении не подойдет?

 

возможно подойдет, но как это осуществить

 

У меня не получается. При попытке задать расчетную величину расхода в справочной плоскости или дополнительно построенной, выдает ошибку "invalid goals". Может kristeen сделал. Его файл посмотрю вечером.

[diofin 0]

Раз уж я все равно сделал расчет, то во имя дружбы народов вот файл (SW2013sp2.0).

Я сначала думал, что сверхзвук при таком расходе получится, но спасибо ccc44, навел на мысль)

спасибо, иду только скачаю солидворкс 2013, а то открыть не могу) 

если будут вопросы, я напишу

[diofin 0]

Раз уж я все равно сделал расчет, то во имя дружбы народов вот файл (SW2013sp2.0).

Я сначала думал, что сверхзвук при таком расходе получится, но спасибо ccc44, навел на мысль)

в начале Вы задали расход 16,7 кг/с, а в месте проводения расчета Surface parametrs расход равен 16,89, чего впринцыпе не должно быть. Как так?

[kristeen 355]

Из-за сетки. Если пользовать mesh adaptation или изначально делать подробную сетку, то получиться ближе к правде.

Скрин.

 

 

Ну а даже так, (16,89-16,7)/16,7= 1,1%. Какой точности Вы добиваетесь?

[MotorManiac 130]

Какой точности Вы добиваетесь?

 

абсолютной....  Кстати, автор использовал симметрию в данной задаче ? 

[ccc44 53]

Из-за сетки. Если пользовать mesh adaptation или изначально делать подробную сетку, то получиться ближе к правде.

 

 

Ну а даже так, (16,89-16,7)/16,7= 1,1%. Какой точности Вы добиваетесь?

Как получить промежуточное значение расхода понятно. Но картина с такими цифрами физически не верна. Массовый расход вниз по потоку не может расти, поскольку течение испытывает гидравлические сопротивления: поворот + трение о стенки. Шерохватости что-то в ГУ не видно…

[kristeen 355]

@@ccc44, о чем Вы?

Осмелюсь напомнить, что понятие "сеточная сходимость" применимо не только к задачам прочности.

[ccc44 53]

@@ccc44, о чем Вы?

Осмелюсь напомнить, что понятие "сеточная сходимость" применимо не только к задачам прочности.

Если критерием сеточной сходимости считать равенство массового расхода на входе и на выходе – то ТС никогда не решит свою задачу. В реальном газопроводе массовый расход по потоку падает. Величина этого падения и есть цель задачи ТС. Потери энергии при поставленных нами ГУ выражаются в падении статического давления вдоль по потоку В первом приближении можно было бы задать постоянство статического давления в трубе, и тогда бы расход упал. Но как это сделать в SW FS – я не знаю. Другими пакетами гидродинамики не владею. Спасибо.

[kristeen 355]

В реальном газопроводе массовый расход по потоку падает

Вы не путаете массовый расход с давлением или скоростью? С объемным расходом, на крайний случай?

 

Если продолжить Ваши рассуждения, тогда тогда ситуация, когда в трубу подается газ, а на выходе ничего не получаем, становиться вполне возможной.

Она-то вполне возможна, но уже по причине человеческого фактора, который обычно не поддается учету через CFD)

 

 

Закроем вопрос с сеткой: сечение трубы -- окружность -- в расчетной модели превращается в многоугольник. Площадь многоугольника будет меньше площади окружности, при грубой сетке эта разница будет особенно заметна. Соотв. и массовый расход через сечение будет больше. Ниже сетка в сечении для расхода 16,89 и для 16,72, что соотв. отличию от номинального в 1,14% и в 0,12%.

 

 

В конечном итоге в этом вина расчетчика (меня), что построил сетку абы как. Если изначально уделить сетке немного внимания, то даже без адаптации можно получить вполне приемлемые значения.

[diofin 0]

 

В реальном газопроводе массовый расход по потоку падает

Вы не путаете массовый расход с давлением или скоростью? С объемным расходом, на крайний случай?

 

Если продолжить Ваши рассуждения, тогда тогда ситуация, когда в трубу подается газ, а на выходе ничего не получаем, становиться вполне возможной.

Она-то вполне возможна, но уже по причине человеческого фактора, который обычно не поддается учету через CFD)

 

 

Закроем вопрос с сеткой: сечение трубы -- окружность -- в расчетной модели превращается в многоугольник. Площадь многоугольника будет меньше площади окружности, при грубой сетке эта разница будет особенно заметна. Соотв. и массовый расход через сечение будет больше. Ниже сетка в сечении для расхода 16,89 и для 16,72, что соотв. отличию от номинального в 1,14% и в 0,12%.

 

 

В конечном итоге в этом вина расчетчика (меня), что построил сетку абы как. Если изначально уделить сетке немного внимания, то даже без адаптации можно получить вполне приемлемые значения.

 

Огромное спасибо!

[MotorManiac 130]

С объемным расходом, на крайний случай

 

Не всегда он может быть постоянным в сети......

[kristeen 355]

@@MotorManiac, немножко по-конструктивней можно? Если "он" = объемный расход, то согласен.. 

[diofin 0]

 

В реальном газопроводе массовый расход по потоку падает

Вы не путаете массовый расход с давлением или скоростью? С объемным расходом, на крайний случай?

 

Если продолжить Ваши рассуждения, тогда тогда ситуация, когда в трубу подается газ, а на выходе ничего не получаем, становиться вполне возможной.

Она-то вполне возможна, но уже по причине человеческого фактора, который обычно не поддается учету через CFD)

 

 

Закроем вопрос с сеткой: сечение трубы -- окружность -- в расчетной модели превращается в многоугольник. Площадь многоугольника будет меньше площади окружности, при грубой сетке эта разница будет особенно заметна. Соотв. и массовый расход через сечение будет больше. Ниже сетка в сечении для расхода 16,89 и для 16,72, что соотв. отличию от номинального в 1,14% и в 0,12%.

 

 

В конечном итоге в этом вина расчетчика (меня), что построил сетку абы как. Если изначально уделить сетке немного внимания, то даже без адаптации можно получить вполне приемлемые значения.

 

а можете еще меня кратко прокосультировать, каким образом вы здесь умельчили сетку? Наперед Благодарен!