Sign in to follow this  
Followers 0
seyka

Не повышается температура после рабочего колеса центробежного компрессора

43 posts in this topic

Добрый день!

Столкнулся со следующей проблемой: рассчитываю ступень центробежного компрессора. Моделирую её работу на расчетном режиме работы. Рабочая среда - природный газ. Его свойства задаю таблицами. 

Начальное давление 6,8 МПа, начальная температура - 15 С - параметры заданные на входе в проточную часть. На выходе задавалась массовая скорость. Вращение рабочего колеса задавалось по средствам подвижного тела. 

Суть проблемы. Произведен расчет, при этом контролируемые параметры (расход на входе, температура и давление на выходе из проточной части) вышли на горизонтали. Проблема заключается в том, что температура повышается незначительно (на десятые градуса). При этом повышение давления происходит ожидаемо и степень повышения давления равна 1,21.

С чем может быть связано поведение температуры после элемента в котором подводиться энергия?

Share this post


Link to post
Share on other sites


какую вы ожидаете температуру?

энергия ушла в давление, объем постоянным считать нельзя.

 

хотя от этих задач я далек...

 

посмотрите еще такие параметры как опорное давление и опорная температура.

М.б. у вас есть неувязка с этим, и с вашими граничными условиями?

Share this post


Link to post
Share on other sites

энергия подводимая в рабочем колесе срабатывает на повышение давления и температуры. Помимо этого в проточной части происходит перераспределение потенциальной энергии в термическую + температура газа повышается за счет вязкостного трения газа. Таким образом температура может повышаться до 15-20 гр С. Эта величина зависит выходного угла наклона лопатки рабочего колеса, условного числа Маха для рабочего колеса и сжимаемой среды. В моей расчетной и экспериментальной практике минимальное значение которое я получал было 5 гр С.

 

М.б. у вас есть неувязка с этим, и с вашими граничными условиями?

чет я на понял о чем Вы говорите( 

Share this post


Link to post
Share on other sites

А версия какая?

Share this post


Link to post
Share on other sites
А версия какая?

3.09.03 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Добрый вечер! Учтен ли теплоперенос в расчете? По моему во вкладке где выбирается конвекция и теплоперенос.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Добрый вечер! Учтен ли теплоперенос в расчете? По моему во вкладке где выбирается конвекция и теплоперенос.

без включенного теплопереноса не задать температуру в этом пакете.

 

В 3,09,03 есть такая штука, как опорные значения расчета - самый верх дерева пре-пост-процессора.

Далее все величины - начальные и на ГУ - задаются относительно них. 

Поэтому если вы задали начальное давление 6,8 МПа, начальная температура - 15 град, то в реальности у вас 7,8Мпа и 315 град.

Смотрите раздел "общие установки"

 

Вы можете выложить ссылку на архив с клиентской частью проекта - м.б. я смогу его открыть и посмотреть.

Share this post


Link to post
Share on other sites

проект смогу выложить в понедельник вечером, поскольку он у меня на работе находиться. 

По поводу опорных величин. Да действительно давление порядка 6,8 МПа (точную величину не помню на память), а вот температура у меня традиционно ставится 273,15. Следовательно выдаваемые величины в результате расчета являются градусами цельсия:)

По поводу включения теплопереноса - да включен.

В добавок по версиям, есть и 3,09,4 - но я ее мало тестил с подвижным телом, поэтому для данной задачи решил использовать проверенную 3,09,03

 

Спасибо за не равнодушие к моей задаче:)

Share this post


Link to post
Share on other sites

обновляйтесь до 3,09,05 - там задачи типа ротор-статор можно решать в секторной постановке с использованием периодического ГУ.

Share this post


Link to post
Share on other sites

именно для этой задачи необходимо решать через подвижное тело - необходимо учитывать теретечки через пазухи у рабочего колеса. Хм 05 версия мне уже будет недоступна техническая поддержка закончилась и дальше не проплатили её(((

Share this post


Link to post
Share on other sites
Рабочая среда - природный газ.
Начальное давление 6,8 МПа, начальная температура - 15 С -
При этом повышение давления происходит ожидаемо и степень повышения давления равна 1,21.
какую вы ожидаете температуру?
Это Газпромовская компрессорная станция. Должно скакнуть не менее чем на 30-40 градусов.
1 person likes this

Share this post


Link to post
Share on other sites

Задайте условия исключительно адиабатического процесса сжатия газа в турбине.

Для этих  условий программа обязана выполнить вычисления в соответствии 

с объединенным газовым законом (p*V)/T=const.

Должны измениться все три параметра и температура в том числе.

Для этих условий изменение температуры будет максимальным.

Затем добавьте условия теплообмена, изменение температуры д.б. 

меньше, чем для адиабатического процесса.

Хотя если считать, что в турбине и корпусе установилось тепловое равновесие,

то это будет означать квазиадиабатические условия сжатия.

Share this post


Link to post
Share on other sites

А вообще, если известно давление, температура и расход "до", и известно давление "после", массовый расход не меняется - то можно найти плотность "после", а по плотности и давлению - найти температуру "после" ;) 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Это Газпромовская компрессорная станция. Должно скакнуть не менее чем на 30-40 градусов.

на сколько я помню такие ступени в газпроме есть - гл в каждом компрессора по 2 - 3 ступени для линейных станций. 30-40 это для всего компрессора, а для одной ступени где то 12-15. 


А вообще, если известно давление, температура и расход "до", и известно давление "после", массовый расход не меняется - то можно найти плотность "после", а по плотности и давлению - найти температуру "после" ;) 
 

да я могу взять результаты эксперимента и считать не стоит. Основная цель расчета - посмотреть величину перетечки через пазуху между рабочим колесом и статорными элементами проточной части. Эспериментально довольно противно это делается...

1 person likes this

Share this post


Link to post
Share on other sites
проект смогу выложить в понедельник вечером, поскольку он у меня на работе находиться. 

как дела? 

Share this post


Link to post
Share on other sites

https://cloud.mail.ru/public/MgSH/viiG8ByrR

клиент расчета

1) зачем заменили плотность с закона идеального газа на таблицу?

2) отрицательную массовую скорость задавать нельзя - выполните урок из туториала по задаче ротор-статор

2.1) в целом надо ставить другое гу на выходе..., не вход/выход....

3) задавать нулевые параметры турбулентности очень не рекомендуется. нужно хотя бы 0,001 везде поставить

 

это первое, что попалось - завтра еще гляну.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1) зачем заменили плотность с закона идеального газа на таблицу?

при больших значениях давлений уравнение состояния идеального газа все больше не подходит для расчетов (растет погрешность вычисления его компонентов) по этому были насчитаны массивы плотности по уравнению состояния, разработанного для смесей углеводородов (уравнение ВБР).

2) отрицательную массовую скорость задавать нельзя - выполните урок из туториала по задаче ротор-статор

хм - даж не знаю что ответить. Данный подход решения задачи, а именно задания ГУ разрабатывался совместно с технической поддержкой FV. Более кого, данное задание ГУ много кратно было подтверждено верификацией с экспериментальными данными. Все было шикарно просто!

3) задавать нулевые параметры турбулентности очень не рекомендуется. нужно хотя бы 0,001 везде поставить

Тут согласен!

 

Спасибо за уделяемое время данной проблемы! 

Share this post


Link to post
Share on other sites

при больших значениях давлений уравнение состояния идеального газа все больше не подходит для расчетов (растет погрешность вычисления его компонентов) по этому были насчитаны массивы плотности по уравнению состояния, разработанного для смесей углеводородов (уравнение ВБР).

тогда точность таблицы должна быть выше - это влияет на расчет тепловых задач 

 

хм - даж не знаю что ответить. Данный подход решения задачи, а именно задания ГУ разрабатывался совместно с технической поддержкой FV. Более кого, данное задание ГУ много кратно было подтверждено верификацией с экспериментальными данными. Все было шикарно просто! 

да, я ошибся, нельзя задавать отрицательную скорость, а массовую скорость отрицательную можно.  Нюанс в том, что и скорость, и массовая скорость работают внутри примерно одинаково - оба ГУ работают, по факту, как массовая скорость, поэтому очень интересно, почему в одном месте (-) задать можно, а в другом - нет.

 

еще посмотрю задачку.

еще посмотрите - сейчас есть два теплопереноса - через h и через H.

один для М<0.5 а второй для >0.5.

 

попробуйте переключить.

Share this post


Link to post
Share on other sites

еще нюансы:

 

опорным давлением лучше задать статику на входе (или выходе), чтоб относительное давление на входе (или выходе) было = 0. Это повышает точность/скорость немножко.

Сейчас у вас опора 100000, и полное на входе +7241000, в результате статика на входе +7100000.

А надо : опора 7200000.

после такого изменения задачу надо полностью пересчитывать!

 

сетка грубая. но можно еще в 2 раза загрубить (будет 50тыс вместо 300тыс ячеек), получить сошедшееся решение, и потом проадаптировать 1м уровнем по объему и 2м уровнем по лопаткам.

Для этого лопатки ротора и статора надо было еще в CADе покрасить в другой цвет...В уже сделанном проекте это не так удобно делать. Хотя можно сделать замену геометрии.

 

Далее - шаг по времени некорректно задавать фиксированным. У вас подвижное тело, такие задачи считаются с поверхностным CFL=1 или меньше. (конвективное ставим 100).

 

у меня сейчас на выходе +23 градуса, но это не сошедшееся решение. Но жду, что сойдется примерно к этой цифре, а потом можно проадаптировать сетку и уточнить решение.

 

Вот слева динамика температуры в моем варианте, справа - в вашем

post-26004-0-63329700-1475709023_thumb.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites
Сейчас у вас опора 100000, и полное на входе +7241000, в результате статика на входе +7100000.

Я правильно понял помимо изменений значений опорного давления необходимо еще изменить полное давление на статическое на ГУ Вход

Далее - шаг по времени некорректно задавать фиксированным. У вас подвижное тело, такие задачи считаются с поверхностным CFL=1 или меньше. (конвективное ставим 100).

Если честно - постоянный шаг по времени это уловка с CFLми у меня "падает решение...., опытным путем выявил что при постоянном шаге по времени расчет идет нормально. Вот и выбрал значение путем не сложных мат вычислений что бы элементы ротора не перескакивали ячейки.

Да очень интересно в какой версии Вы считаете? 

еще посмотрите - сейчас есть два теплопереноса - через h и через H. один для М<0.5 а второй для >0.5.

Чет я не могу понять, где этот параметр устанавливаться((( 

 

Уже запустил расчет заново с Вашими рекомендациями.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Чет я не могу понять, где этот параметр устанавливаться((( 

у меня ожидаемая скоро 3.09.05. Но если у вас есть 3.09.04, то очень рекомендую обновиться хотя бы до неё.

 

Я правильно понял помимо изменений значений опорного давления необходимо еще изменить полное давление на статическое на ГУ Вход

 

нет. если вы ставите опору 7200000, то полное давление на входе ставьте 41000.

еще раз - давление и температура в расчете относительные . и полное и статическое давление, и газовая и полная температуры.

Реальная величина складывается из суммы опоры и указанной в ГУ/ НУ или слоях постпроцессора величины.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Реальная величина складывается из суммы опоры и указанной в ГУ/ НУ или слоях постпроцессора величины.
 

Вопрос заключался в следующем. У меня в качестве ГУ вход определены полная температура и давление. В своих расчетах Вы их меняли на статические? 

Про значения речь не шла.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Но если у вас есть 3.09.04, то очень рекомендую обновиться хотя бы до неё.

в 3,09,04 у меня расчет рушится на этапе создания сетки...( 

Share this post


Link to post
Share on other sites

картина падения солвера

post-56554-0-18399100-1475740364_thumb.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

Вопрос заключался в следующем. У меня в качестве ГУ вход определены полная температура и давление. В своих расчетах Вы их меняли на статические? 

Про значения речь не шла.

 

нет. не надо менять ГУ. только апдейт значений. я, кстати, не менял в своём варианте вообще эти вещи. Т.к. поздно заметил - а пересчитывать долго.

Но это стандартное правило для создания расчета - опорные значения как можно ближе к средним по объему значениям.

 

по сетке можно попробовать изменить начальную сетку на 1-2 ячейки в каждом направлении.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Можно считать, что сошлось решение (хотя реально надо еще подержать до 0,15 хотяб).

Расход на входе и выходе выровнялся, температура на выходе вышла на константу

post-26004-0-42365800-1475743528_thumb.jpg

1 person likes this

Share this post


Link to post
Share on other sites

Всем доброго!

3) задавать нулевые параметры турбулентности очень не рекомендуется. нужно хотя бы 0,001 везде поставить

 

Это не так. Зависит от модели турбулентности. Например, ke модель версии 3.09.04 прекрасно генерирует турбулентную вязкость самостоятельно и затравка ей не нужна. Вообще, это вопрос с большим количеством тонкостей и может быть даже требующий исследования для различного типа задач.

 

при больших значениях давлений уравнение состояния идеального газа все больше не подходит для расчетов (растет погрешность вычисления его компонентов) по этому были насчитаны массивы плотности по уравнению состояния, разработанного для смесей углеводородов (уравнение ВБР).

 

А теплоемкость тоже задана специфичной таблицей? Режим работы далек от зоны конденсации?

 

Нюанс в том, что и скорость, и массовая скорость работают внутри примерно одинаково - оба ГУ работают, по факту, как массовая скорость, поэтому очень интересно, почему в одном месте (-) задать можно, а в другом - нет.

 

Скорость с давлением - это почти полное давление. Массовая скорость - это V*ro=const

 

 еще посмотрите - сейчас есть два теплопереноса - через h и через H. один для М<0.5 а второй для >0.5.

 

Это касается только 3.09.05 . Данная версия не распространяется среди пользователей до релиза.

 

 

Это повышает точность/скорость немножко.

Опорные величины нужны в первую очередь для снижения потерь из-за ограниченной точности компьютеров. У них ограниченно число цифр при хранении переменной. Поэтому всегда есть округление. Если у Вас статическое давление 1 000 000, а изменение давления в районе 0,001 , то все изменения давления окажутся за бортом точности. Вычитаем опорную величину - получаем высокую точность. Вот про скорость - хотелось бы узнать больше. От куда информация?

 

в 3,09,04 у меня расчет рушится на этапе создания сетки...(

Пожалуйста, отправьте проект и логи на support@flowvision.ru

Открою страшный НЕсекрет. Если у Вас текущий релиз ведет себя таким образом, Вы можете писать в техподдержку об этом смело, даже если техподдержка не оплачена. Суппорт - очень меркантильная сволочь. Они всегда благодарны за найденную ошибку в текущей версии программы. А Вам в благодарность - помощь в обходе проблемы, если это, конечно, возможно обойти.

 

Я настоятельно рекомендую использовать 3.09.04, она лучше предыдущих версий.

 

 

Про полное давление на ГУ: задание полного давления для задач внутреннего течения с известными давлением и температурой на бесконечности корректнее статического давления. А в случае возвратных течений на границе полное давление еще и стабильнее, чем статическое (последнее может разгонять течение в вихре из численных соображений).

1 person likes this

Share this post


Link to post
Share on other sites
Можно считать, что сошлось решение (хотя реально надо еще подержать до 0,15 хотяб). Расход на входе и выходе выровнялся, температура на выходе вышла на константу

а можно попросить Вас выложить клиент Вашего расчета моей задачи, у меня опять что то с температурами, уже все сделал как обсудили...  


Пожалуйста, отправьте проект и логи на support@flowvision.ru

вопрос с сеткой решил как рекомендовал Bonusfrag, только с одним нюансом. Начальная сетка была размерностью по ортам 70х160х160. Для разгона решил уменьшить все величины в 2 раза. Что для начальной сетки, так и для уменьшенной наблюдалось падение решателя. И лишь когда уменьшенную сетку уменьшил на 3 ячейки по каждому направлению то проблема пропала. Но температуру опять же подозрительно себя ведет:( Наверное это я с логами и вышлю на саппорт. Ну не верю что после 3-4 лет юзания FV у меня искривились руки...


Это касается только 3.09.05 . Данная версия не распространяется среди пользователей до релиза.

а реально как то заполучить на месяц тестового использования 3,09,05 после её релиза?

Share this post


Link to post
Share on other sites

а можно попросить Вас выложить клиент Вашего расчета моей задачи, у меня опять что то с температурами, уже все сделал как обсудили...  

у вас моя клиентская часть не откроется

 

 

 

вопрос с сеткой решил как рекомендовал Bonusfrag, только с одним нюансом. Начальная сетка была размерностью по ортам 70х160х160. Для разгона решил уменьшить все величины в 2 раза. Что для начальной сетки, так и для уменьшенной наблюдалось падение решателя. И лишь когда уменьшенную сетку уменьшил на 3 ячейки по каждому направлению то проблема пропала. Но температуру опять же подозрительно себя ведет:( Наверное это я с логами и вышлю на саппорт. Ну не верю что после 3-4 лет юзания FV у меня искривились руки...

 

нюанс в том, что когда вы уменьшаете в 2 раза, то вы сдвигаете (точнее, удаляете) только половину границ. А баг может остаться в той границе, которая осталась на месте.

А когда вы добавляете 1-2 ячейки, то вы сдвигаете все границы, и повышаете вероятность решения проблемы с сеткой в разы.

 

а реально как то заполучить на месяц тестового использования 3,09,05 после её релиза?

info@flowvision.ru - такие вопросы лучше официально направлять.

 

radioagent в ответе выше суров, но справедлив) за исключением того, что я вот это не понимал, не пойму и не хочу понимать:

Скорость с давлением - это почти полное давление.

 

 

 

 

А теплоемкость тоже задана специфичной таблицей?

Да, таблица с тем же диапазоном P и T.

 

в общем, присылайте в техподдержку все проблемы,

а для меня можете выложить самый свой лучший вариант - я его запущу без правок, чтоб посмотреть на температуру. 

 

 

 

Открою страшный НЕсекрет. Если у Вас текущий релиз ведет себя таким образом, Вы можете писать в техподдержку об этом смело, даже если техподдержка не оплачена. 

 

пруф есть? а пруф, доступный рядовому пользователю (именно исполнителю) ?

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 31   Posted (edited)

а реально как то заполучить на месяц тестового использования 3,09,05 после её релиза?

 

Ваше предприятие/организация общается с ТЕСИС в лице менеджера. Обращайтесь к нему.

 

Edited by a_schelyaev

Share this post


Link to post
Share on other sites

у меня если запустить последний вариант без каких-либо изменений - всё считается нормально. температура повысилась до 24 град к 79 шагу.

покажите ваше распределение температуры - картинку слоя Т* М для сошедшегося решения.

Share this post


Link to post
Share on other sites

на заливке у меня максимум 15 с хвостом градусов, тоже самое наблюдается на тренде...

картинку вышлю в понедельник

Share this post


Link to post
Share on other sites

на заливке у меня максимум 15 с хвостом градусов, тоже самое наблюдается на тренде...

картинку вышлю в понедельник

можете не выкладывать. если во всём объеме температура не растет, то только одно предположение:

всё-таки замените ваше вещество на штатное, с плотностью по закону иг.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Я бы эту задачу считал со скользящими с Замороженным ротором. Считать будет быстрее, чем с подвижным телом.

А с ротором можно будет с курантом 100 гнать проект. Т.к. лопаток у вас на глаз достаточно на роторе и статоре, то с ротором решение должно быть похожее на полную постановку.

Ну а в конце уже переключиться с ротора на скользящее с курантом 1 и досчитать.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Я бы эту задачу считал со скользящими с Замороженным ротором. Считать будет быстрее, чем с подвижным телом.

А с ротором можно будет с курантом 100 гнать проект. Т.к. лопаток у вас на глаз достаточно на роторе и статоре, то с ротором решение должно быть похожее на полную постановку.

Ну а в конце уже переключиться с ротора на скользящее с курантом 1 и досчитать.

посчитать то можно как угодно, но тут проблема в другом как по мне - почему на релизном 3,09,04 считает не правильно, а на на предрелизе (как я понимаю) 3,09,05 в одной и той же постановке показывает ожидаемый физический результат  

Share this post


Link to post
Share on other sites

поменял плотность на закон идеального газа вместо значений из таблицы и температура пошла вверх... магия 

1 person likes this

Share this post


Link to post
Share on other sites

поменял плотность на закон идеального газа вместо значений из таблицы и температура пошла вверх... магия 

это не магия. это мой жизненный опыт.

 

a_schelyaev дело говорит - попробуйте такой подход. сэкономите время.

 

Заходите к нам почаще, делитесь своим опытом, вопросами и пожеланиями!

И следите за FlowVision в соц.сетиях))

Share this post


Link to post
Share on other sites
a_schelyaev дело говорит - попробуйте такой подход. сэкономите время.

согласен, скользящие сетки быстрее (намного). Но геометрия была готова под подвижное тело. А разгон расчета на имеющейся технике и соответственно лицензии не занимает более 1,5 часов. так что перерисовка геометрии была не оправдана. К тому же есть в запасе всегда второй комп что бы чем то другим заниматься во время расчета...  


по поводу чаще заходить, да теперь буду - много интересного можно найти на ветке форума. Хотя большинство постов созданы студентами которые хотят что то быстро посчитать с минимальными временными затратами, халявщики одним словом:)  

1 person likes this

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!


Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.


Sign In Now
Sign in to follow this  
Followers 0

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.