stealth93

Нагрев образцов в печи с вентилятором

Здравствуйте, такая задача: выяснить влияние вентилятора на скорость нагрева стальных заготовок в печи. Впервые работаю с Flow Simulation, до этого только статикой занимался. 

Имеется - печь (банальная коробка с оболочкой), размеры не важны. В ней посередине подвешен цилиндрический образец. Сначала симулировал просто нагрев без вентилятора - установил в Heat Sources печь, заданный режим нагрева - до 1к градусов цельсия. Внутрь Fluid воздух, и две Radioactive Surface - внутренняя поверхность печи, и вся поверхность образца. (не знаю надо было это делать или нет, и так и так считает и разница небольшая вроде). Расчёт проходит, всё нормально. Получаю время, за которое образец нагрелся до нужной мне температуры (снимал температуру с поверхности, сердечник холоднее понятное дело).

Далее установил на одну из стенок вентилятор. Вот тут и начались сложности. Я так понимаю мне нужен Internal Fan, но для него надо указать входную и выходную поверхность. В реальных печах вроде вентилятор замуровывают в стену, то есть входного отверствия как такогово нет. Как лучше симулировать реальный процесс? это первое.

Я решил отодвинуть чуть вентилятор от стенки, на пару миллиметров, входную поверхность указал со стороны стены, дабы убедить софтину что всё честно. Выбрал вентилятор самый мощный, глянул характеристики - 200+ м3/ч расход. Но расчёт получился странным: время увеличилось вдвое. При анализе выяснил, что у меня вентилятор дует с температурой ниже, чем в печи, хотя берёт её из той же печи. Уже проверил все галочки, материал вентилятора задал Insulator (как я понял фактически нагрев тела будет игнорироваться программой), для того, чтобы сам вентилятор не грелся. 

Помогите найти ошибку - ведь число логически не должен быть нагрев с вентилятором на столько затянут, и уж не думаю, что медленнее чем без вентилятора.

Изменено пользователем stealth93

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах


Вентилятор то какой ? центробежный или осевой....

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Центробежный. При осевом вроде такого не было.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Что то владельцы сайта на ссылки в подписях ругаются поэтому ссылка - http://www.vniimt.ru/rus/_id/18/  на первой картинке в печном агрегате смонтированы улика, подводящие и отводящие каналы, сопловые системы. Трансмиссия печного вентилятора вынесена в холодную зону за печь. Роторы примерно такие же как на картинке номер 2 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Это конечно хорошо, но мне не так важен сам вентилятор, его строение и прочее, как уменьшение времени нагрева от его присутствия в печи. но блин, почему он дует с температурой ниже чем должно быть, не понятно. То есть у меня выходит: быстрее всего нагревается без вентилятора, а с вентилятором чем мощнее, тем дольше. чушь какая то... 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

3 курс?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Да, но это не важно) можно от проблемы не уходить?)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Просто забавно видеть, что на 2 курсе человеку дали задание порвать канат в космос-ворксе. На 3 курсе -- смоделировать сопряженный теплообмен в нестационаре в cfd. Глядишь, курсу к 5 дойдут таки до изгиба балки и растяжения пластины с отверстием..

 

можно от проблемы не уходить?)

Ну, можете попробовать выложить свой проект, если не в 2014 версии. С условием, что потом, вопреки традиции, не будете удалять свои сообщения.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Удаление сообщений было вынужденным, у меня начались серьезные проблемы с этой темой, кто то прогуглил из комиссии) потому извиняюсь)

Выложить не могу по той же причине) и картинки по минимуму)

по теме: уже пробовал двинуть вентилятор дальше-ближе от стены, изолятором делал и другими материалами, тип вентилятора менял, все тщетно... одну картинку скину все таки, но позже. Как то раз получилось, но не помню как)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

у меня начались серьезные проблемы с этой темой, кто то прогуглил из комисси

Строгость и интернет-продвинутость комиссии должна лишь способствовать развитию скиллов по обхождению наложенных запретов.

 

Выложить не могу по той же причине) и картинки по минимуму

 

Тогда почему бы не создать новый аккаунт, а не пользоваться уже "засвеченным"? Спрашивать на другом форуме, лучше иноязычном. Изменить задачу до неузнаваемости, оставив только основное -- проблему с температурой потока после вентилятора. Да, и заходить на форум только через прокси-сервер..

 

А может решение проблемы в действительности проще, типа язык интерфейса сменить?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Удаление сообщений было вынужденным, у меня начались серьезные проблемы с этой темой, кто то прогуглил из комиссии)

 

И что ? по моему это замечательно если студент ищет ответы в сети и посредством нее коммуницирует со специалистами. 

 

Печной агрегат какой ? какая температура нагрева и система отопления  - газовое топливо или эл. нагрев ?  

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Нагрев до тысячи допустим, вообще Эл.нагрев, но я не стал усложнять расчет и рисовать нагрев.элементы, потому тупо греется печь, режим нагрева - с комнатной до тысячи по дуге, функция не важна я думаю.Внутри воздух.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

kristeen или MotorManiac, а можно с вами в скайпе например пообщаться. общение со специалистами, как вы говорили, мне не всегда удобно на форуме отвечать)|

Я впринципе понял в чём дело, у меня воздух проходя через вентилятор охлаждается. Если ставлю материал Insulator - то температура вентилятора всегда -273, поставил железный, стало лучше, но всё равно дольше чем без вентилятора. Правильного варианта так и не нашёл. 

Изменено пользователем stealth93

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Нагрев до тысячи допустим

 

Вентилятор при таких Т не актуален как бы

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

 

Нагрев до тысячи допустим

 

Вентилятор при таких Т не актуален как бы

 

Можно узнать почему не актуален? сразу извиняюсь за тупость) я совсем по другой специальности учусь

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Нагрев до тысячи допустим, вообще Эл.нагрев, но я не стал усложнять расчет и рисовать нагрев.элементы, потому тупо греется печь, режим нагрева - с комнатной до тысячи по дуге, функция не важна я думаю.Внутри воздух.

В чем проблема это посчитать ручками в грубом приближении, провести пару условных экспериментов для получения данных для графиков и выяснения невязки с расчетом и с этим идти сдаваться?

Изменено пользователем BlackWolf

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Можно узнать почему не актуален?

 

При таких температурах теплообмен хорошо идет изучением - или от нагревательных элементов или посредсвом излучения продуктов сгорания природного газа. Конвективный теплообмен будет выражаться в процентах от лучистого в данной системе. Печной вентилятор будет стоит очень дорого и не даст того эффекта как в печах с конвективным типом теплообмена. 

 

Вы бы выложили конкретную схемку с параметрами что вам нужно обсчитать, так сложно диалоги вести беспредметно.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Выкладываю. Удалять не придётся, это не конкурсная работа, так что всё таки можно выложить я думаю)

Собственно проанализировал, вот картинка всех вариантов что пробовал, и сводка по ним.

post-40327-0-46609000-1398596769_thumb.png

Вентилятор осевой во всех случаях.

Сразу понятно что смущает - с малопроизводительным вентилятором время нагрева уменьшилось, незначительно правда (чуть больше чем на 4%). Железный вентилятор тоже уменьшил, правда судя по эпюре не настолько хорошо как хотелось бы. Хотя вариант с ним больше похож на реальность, всё таки в реальном эксперименте (он будет наверно) вентилятор будет материальным.

Напрашивается вариант с более мощным вентилятором. Нашёл данные от центробежного, скатал кривую производительности, сделал по ней осевой вентилятор, для чистоты эксперимента. Производительность почти в 6 раз больше. Но время значительно увеличилось в случаях с изолятором/железом. А эпюра вообще ужасная, вентилятор гонит воздух с температурой меньше, чем температура образца, то есть фактически охлаждает его. Почему так я не пойму, настройки всегда постоянные были, менял только вентилятор. Разве что при расчёте FS жаловался на то, что массовый расход вентилятора выходит за кривую производительности (кривой перевод, но как то так).

 

Буду очень признателен любой помощи. Сам же попробую вентиляторы промежуточной производительности, может до какой то точки будет сокращение времени, а потом спад.
 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Так: дана печь - коробка с полостью внутри, заполнена воздухом. Печь нагревается, нагревает воздух, нагревает образец. Не пойму что здесь непонятного)

По картинкам - это разрез, наружняя красная оболочка - печь, внутри зелёный прямоугольник - цилиндрический образец. У левой стенки печи прямоугольник - соответственно вентилятор.

Изменено пользователем stealth93

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Не пойму что здесь непонятного)

 

Видите, вам вот все понятно...........в чем проблемы тогда только )

 

Схему я имел ввиду - примерный конструктив печного агрегата ( с расположением системы отопления, позиционированием садки, печных вентиляторов, габаритами).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

 

Не пойму что здесь непонятного)

 

Видите, вам вот все понятно...........в чем проблемы тогда только )

 

Схему я имел ввиду - примерный конструктив печного агрегата ( с расположением системы отопления, позиционированием садки, печных вентиляторов, габаритами).

 

Планировалось симулировать такую конструкцию печи: эл.нагревательные элементы расположены на трёх стенках: верх и две боковые. (Картинок нет, нагрев.элементы не прорисовывал, просто грелись нужные стенки). Вентялитора там нет вообще. Образец один, помещается четко посередине (по длине, ширине и высоте печи). Собственно без вентилятора такая модель просчитывалась нормально, нагревала образец за определённое время до нужной температуры. 

Реальной печи такой конструкции с вентилятором нету, потому не могу сказать чего то конкретного. В FS попробовал разместить вентилятор у холодной стены (торцевой) - получилась система охлаждения, вентилятор гнал холодный воздух почему то. Потому было решено нагревать печь целиком. Пришёл соответственно к тому что выше.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

 

 

Не пойму что здесь непонятного)

 

Видите, вам вот все понятно...........в чем проблемы тогда только )

 

Схему я имел ввиду - примерный конструктив печного агрегата ( с расположением системы отопления, позиционированием садки, печных вентиляторов, габаритами).

 

Планировалось симулировать такую конструкцию печи: эл.нагревательные элементы расположены на трёх стенках: верх и две боковые. (Картинок нет, нагрев.элементы не прорисовывал, просто грелись нужные стенки). Вентялитора там нет вообще. Образец один, помещается четко посередине (по длине, ширине и высоте печи). Собственно без вентилятора такая модель просчитывалась нормально, нагревала образец за определённое время до нужной температуры. 

Реальной печи такой конструкции с вентилятором нету, потому не могу сказать чего то конкретного. В FS попробовал разместить вентилятор у холодной стены (торцевой) - получилась система охлаждения, вентилятор гнал холодный воздух почему то. Потому было решено нагревать печь целиком. Пришёл соответственно к тому что выше.

 

Оффтоп: А какова цель моделирования? Что непонятно в физике процесса? Вроде очевидно, что вентилятор интенсифицирует процесс теплообмена в камере печи. Но это и без моделирования можно догадаться :) Узнать на сколько отличается время нагрева заготовки в печи с вентилятором от времени в печи без оного? Ну так для этого тоже моделирования в таком объеме не нужно (если мне память не изменяет подобные расчеты есть в любом учебнике по печам и термообработке, по крайней мере такие расчеты позволяют оценить время нагрева)... Это я все к чему, мне кажется у вас выходит моделирование ради моделирования (и красивых картинок). Пользы от такого подхода не много... В общем поставьте более конкретную задачу.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Пусть будет моделирование ради моделирования, но почему тогда более мощный вентилятор выдаёт чепуху какую то?)
Цель не важна) 

Цель - добиться максимального уменьшения времени за счёт вентилятора.

Изменено пользователем stealth93

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
чепуху какую то

 

Вам нужно теорию теплообмена изучить, хотя бы базис - иначе на разных языках разговаривать будем

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

смотрите: симулируем процесс вынужденной конвенции, теплоотдача зависит от скорости движения жидкости. Насколько я понимаю с увеличением скорости теплообмен должен увеличиваться. Но происходит обратное.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

stealth93, а у вас воздух в вентилятор откуда поступает и с какой температурой?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Вентилятор внутренний, берет из печи соответственно

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

ID: 29   Опубликовано: (изменено)

У меня не задача с печью, но ситуация складывается аналогичная - устанавливаю вентилятор ДВО-400-1, расходные кривые взяла из справочника по электрическим машинам

На входе у меня воздух 28 градусов, давление нормально, на выходе тоже

Два вентилятора обдувают пакет пластинчатых радиаторов

Все бы хорошо, но вместо 28 градусов воздух на входе имеет температуру -4,5 градуса!!!

 

Радиаторы ДВО_характеристики.pdf

Изменено пользователем es5ina

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

А что по скоростям и давлениям? Может из-за неправильных ГУ задача разошлась и ушла в нефизичные значения.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

ID: 31   Опубликовано: (изменено)

10 минут назад, karachun сказал:

А что по скоростям и давлениям? Может из-за неправильных ГУ задача разошлась и ушла в нефизичные значения.

На входе вентиляторы (каждый вентилятор задан отдельно)

Температура 28 градусов, давление 101325 Па

На выходе "Давление окружающей среды"

Температура 28 градусов, давление 101325 Па

 

Пакет радиаторов находится в "туннеле" из пластика. Задача внутренняя.

 

Безусловно, расчет уходит в нефизичные значения, но не ясно, в чем причина - граничные условия просты, как три рубля

Изменено пользователем es5ina

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

ID: 32   Опубликовано: (изменено)

И таи и там полное/статическое давление? https://www.sharcnet.ca/Software/Ansys/16.2.3/en-us/help/cfx_mod/i1300679.html

Еще решатели используют операционное давление, и можно сломать голову, пока разберешься где что.

Начните с массового расхода - скорости на входе и статического давления на выходе.

А вообще лучше скинуть файл-пример. Причин может быть уйма, может задан отрицательный тепловой поток и воздух не греется, а охлаждается.

Перечитал комментарий выше - может "Давление окружающей среды" задать нулевым.

Изменено пользователем karachun

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
4 минуты назад, karachun сказал:

И таи и там полное/статическое давление? https://www.sharcnet.ca/Software/Ansys/16.2.3/en-us/help/cfx_mod/i1300679.html

Еще решатели используют операционное давление, и можно сломать голову, пока разберешься где что.

Начните с массового расхода - скорости на входе и статического давления на выходе.

А вообще лучше скинуть файл-пример. Причин может быть уйма, может задан отрицательный тепловой поток и воздух не греется, а охлаждается.

Дело в том, что мне нужен именно вентилятор, чтобы посмотреть, как плотность радиаторов повлияет на расход вентилятора, как изменится теплосъем и т.д.

Теплообмен задан положительный,

переохлаждение воздуха происходит как раз на выходе из вентилятора (т.е. входе в расчетную зону)

 

Попробовала с массовым расходом - то же самое, ошибка исчезает, когда снижаешь закрутку потока. Т.е. вместо 19000 об/мин устанавливаешь 1900 об/мин

Но это не соответствует реальному положению вещей, ведь нужен именно расчет вентилятора

к тому же я считала вентиляторы и с бОльшими оборотами (22 - 25 тыс оборотов, но с такими вещами не сталкивалась)

 

Подумала, что сетка слишком грубая

Убрала 11 радиаторов, оставила один, задала хорошую плотность сетки

Все равно  температура именно на входе сильно снижается

 

Если поменять на вытяжной вентилятор с теми же характеристиками, расчет прекрасно сходится, без внезапных отрицательных температур и фантастических расходов.

Забыла добавить, что расход на выходе составлял 2000 м3/ч Оо

 

Скинуть расчет смогу завтра только

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
27 минут назад, es5ina сказал:

Попробовала с массовым расходом - то же самое, ошибка исчезает, когда снижаешь закрутку потока. Т.е. вместо 19000 об/мин устанавливаешь 1900 об/мин

Но это не соответствует реальному положению вещей, ведь нужен именно расчет вентилятора

к тому же я считала вентиляторы и с бОльшими оборотами (22 - 25 тыс оборотов, но с такими вещами не сталкивалась)

 

Забыла добавить, что расход на выходе составлял 2000 м3/ч Оо

 

Скинуть расчет смогу завтра только

задам глупый вопрос, потому что не в курсе-а с единицами все в порядке? у Вас в SW подписываются единицы измерения? ошибка исключена? 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Лучше получить через входную скорость хоть какие-то результаты - будет первое приближение, потом можно будет перезапустить расчет начиная не с нуля, а с посчитанного варианта.

Вентилятор это в смысле геометрия лопасти, скорость вращения и т.д. или в смысле вход по давлению, к которому прикручена расходно-напорная характеристика.

Если первое, то подумайте - а нужны ли Вам вентиляторы, если уже есть характеристика.

Короче - выключите теплообмен, выключите сжимаемость, уберите вентиляторы, прикиньте на пальцах - сколько кубометров воздуха должно пройти через печку (можно из условий отвода тепловой мощности), задайте входной скоростью. Должно получиться физично. Дальше - перейдите к входу по давлению и постарайтесь получить те же результаты, ну а потом подключайте по одному более сложные опции.

По идее, если вентиляторы расположены внутри домена, то и вход и выход должны быть свободными, что бы среда могла одновременно и втекать и вытекать.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
1 час назад, es5ina сказал:

Дело в том, что мне нужен именно вентилятор

можно одну точку посчитать, потом под любую производительность и давление пересчет сделать. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
В 11.07.2018 в 18:20, Mrt23 сказал:

задам глупый вопрос, потому что не в курсе-а с единицами все в порядке? у Вас в SW подписываются единицы измерения? ошибка исключена? 

Да, в Solid подписываются единицы измерения, они все по СИ (кроме температуры). чтобы не путаться

 

В 11.07.2018 в 19:24, karachun сказал:

Лучше получить через входную скорость хоть какие-то результаты - будет первое приближение, потом можно будет перезапустить расчет начиная не с нуля, а с посчитанного варианта.

Спасибо, глупо, но мне почему-то не приходило в голову попробовать этот вариант. Расчет стал сходиться намного быстрее

 

В 11.07.2018 в 19:24, karachun сказал:

Вентилятор это в смысле геометрия лопасти, скорость вращения и т.д. или в смысле вход по давлению, к которому прикручена расходно-напорная характеристика.

Нет, я имела в виду расходно-напорную характеристику, т.е. мне важно видеть, как меняется расход в зависимости от плотности радиаторных пластин

 

Хотя у меня не печь, я написала в эту тему. потому что здесь задавался аналогичный вопрос

 

Что помогло:

- поменяла условие на выходе "давление окружающей среды" на "полное давление" и расчет стал сходиться,

 

+ применила выданные тут советы (первое приближение с начальной скоростью, потом при изменении температур передавала результаты предыдущего расчета, чтобы не с нуля), сходиться стало прекрасно.

Погоняла в нормальной атмосфере и в разряженной, показывает вполне физичные результаты, близкие к результатам аналитических расчетов.

 

Спасибо за помощь =)

Предварительный просмотр.jpg

3 пользователям понравилось это

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!


Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.


Войти сейчас

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу