SolidWorks Flow Simulation. Как найти обороты RPM гидротурбины?

[almazk3 2]

Всем привет! Хочу смоделировать гидротурбину, учусь на примере по фотке ниже, и тут программа мне выдает что нужно указать в параметрах обороты турбинный, а мне как раз и нужно высчитать этот параметр? Вкратце мне нужно при известном расходе воды на входе, габаритах и весе гидротурбинный узнать, как быстро она будет вращаться? 

[averome 58]

40 минут назад, almazk3 сказал:

известном расходе воды на входе

аналитически, что то из этой оперы:

http://portal.tpu.ru/SHARED/m/MATVEEV/education/Энергетические машины/Tab/Конспект лекций Турбины Аи ТЭС.pdf

http://elib.spbstu.ru/dl/629.pdf/download/629.pdf

ещё от сюда можно, что то взять:

http://remont-turbiny.ru/выбор-турбины/

 

при прямом подходе в FloEFD определить нельзя, только итерационно. Этот подход проверен.

Изменено 21 сентября 2018 пользователем averome

[almazk3 2]

Только что, averome сказал:

аналитически, что то из этой оперы:

http://portal.tpu.ru/SHARED/m/MATVEEV/education/Энергетические машины/Tab/Конспект лекций Турбины Аи ТЭС.pdf

http://elib.spbstu.ru/dl/629.pdf/download/629.pdf

ещё от сюда можно, что то взять:

http://remont-turbiny.ru/выбор-турбины/

 

при прямом подходе в FloEFD определить нельзя, только итерационно. Этот подход проверен.

Спасибо! Это когда изменяем обороты, пока крутящий момент не будет равен нулю? При крутящем моменте = 0 мы находим RPM, в котором будет вращаться турбина?

[averome 58]

18 минут назад, almazk3 сказал:

не будет равен нулю

Точно сказать не могу, не помню, но примерно так, как ты описал.

[almazk3 2]

Здравствуйте! Спасибо за ответы! Проверти пожалуйста, правильно ли я задал граничные условия (расчетную область, направления вращения турбины, вектора гравитации, скорости воды и т.д.)? При таких параметрах у меня получилось 100 об/мин. Так же хотел бы спросить, при задании материалов детали, автоматический ли учитывается вес турбины при расчетах? Внизу прикрепил файл примера.

hydrotuRb.SLDPRT

[vik_q 138]

On 21.09.2018 at 0:49 PM, almazk3 said:

При крутящем моменте = 0

у нас нечему будет полезную нагрузку создавать. И силу трения преодолевать.

[vik_q 138]

а вообще странная геометрия у вас в расчете. Торец открыт полностью, и на нем давление окружающей среды. Так через него половина потока наружу утечет. В квадратную трубу почему-то снаружи воду закачивают со страшной скоростью...

Сдается мне без описания задачи тут долго ванговать придется.

а, да. И при кавитации рекомендуют в цели среднюю плотность добавлять. Хотя сходимость у вас и так весьма сомнительная.

[almazk3 2]

Только что, vik_q сказал:

а вообще странная геометрия у вас в расчете. Торец открыт полностью, и на нем давление окружающей среды. Так через него половина потока наружу утечет. В квадратную трубу почему-то снаружи воду закачивают со страшной скоростью...

Сдается мне без описания задачи тут долго ванговать придется.

а, да. И при кавитации рекомендуют в цели среднюю плотность добавлять. Хотя сходимость у вас и так весьма сомнительная.

Спасибо за ответ! Задача такая, мне нужно чтобы поток воды крутил рабочее колесо внутри кожуха. Вода заходит сбоку и выходит снизу.

Изменено 26 сентября 2018 пользователем almazk3

[vik_q 138]

а, тогда яснее.

Я бы вращающуюся область поближе к лопастям рисовал. Практически впритык. И дожидался бы сходимости. И кавитация там не нужна, кмк. А если не сойдется - включил бы скользящую сетку на вращающуюся область.

[almazk3 2]

Привет! По поисковику я понял, изменяя RPM можно найти параметр силы которая стремится к нулю, это и будет частота вращения движимая свободным потоком. Меняем RPM до тех пор, пока этот параметр не будет равен нулю. Теперь вопрос, какой из этих параметров должен быть =0?

1.    TorqueZ =0?

2.    Friction ForceZ=0?

3.    ForceZ=0?

4.    Normal ForceZ=0?

[piden 2 874]

40 minutes ago, almazk3 said:

пока этот параметр не будет равен нулю.

Не нулю. Турбина ведь к чему-нибудь подключена (напр. генератору), у него тоже будет зависимость момента сопротивления от оборотов. Но для простоты предположим, что значения этого момента сопротивления от нагрузки постоянно.

И тогда нужно поднимать обороты турбины, пока значение ее TorqueZ (если она вращается вокруг Z, конечно) не станет равным этому моменту сопротивления нагрузки. Только со знаками момента будь внимателен) А то ведь можешь завращать турбину быстрее, что она в компрессор превратится))

 

[almazk3 2]

31 минуту назад, piden сказал:

Не нулю. Турбина ведь к чему-нибудь подключена (напр. генератору), у него тоже будет зависимость момента сопротивления от оборотов. Но для простоты предположим, что значения этого момента сопротивления от нагрузки постоянно.

И тогда нужно поднимать обороты турбины, пока значение ее TorqueZ (если она вращается вокруг Z, конечно) не станет равным этому моменту сопротивления нагрузки. Только со знаками момента будь внимателен) А то ведь можешь завращать турбину быстрее, что она в компрессор превратится))

 

Ай-да спасибо!)) А можно ли, за основу  момента сопротивления генератора, взять например моме́нт ине́рции самой турбины (которая зависит от веса и конфигурации этой турбины)?. Так как мне нужно найти вращение турбины, на холостом ходу без нагрузки.

Изменено 30 сентября 2018 пользователем almazk3

[piden 2 874]

1 minute ago, almazk3 said:

взять например моме́нт ине́рции самой турбины

Нет. Момент инерции будет влиять только на то, как долго турбина будет выходить на режим. Инерция - это ведь свойство препятствовать изменению состояния (будь то покой или изменение скорости).

Задайся каким-то трением, посчитай момент от него. Ну или таки да, прими ноль.

В любом случае ты должен получить для турбины график момента сопротивления от кол-ва оборотов. И тогда ты уже на нем можешь найти точку, где момент равен 0 или равен моменту от какой-либо нагрузки. И оценить диапазон скорости вращения турбины между этими точками.

[almazk3 2]

Ребята подскажите пжл! Сделал расчеты, у меня получилось частота вращения 19rad/s. Пример файла прикрепляю. Может кто нибудь ответит, где здесь ошибка? 

primer.zip

[piden 2 874]

8 minutes ago, almazk3 said:

получилось частота вращения 19rad/s. Пример файла прикрепляю. Может кто нибудь ответит, где здесь ошибка? 

~3 об/сек. Почему обязательно ошибка?

Можно outlet подальше отодвинуть, выглядит слишком близко. И сеточную сходимость проверить.

[almazk3 2]

Спасибо за быстрый ответ! "и сеточную сходимость проверить..." а как эту, сеточную сходимость проверить?. Можно пжл скрин графика по сеточной сходимости?

[piden 2 874]

Строите более подробную сетку и смотрите, сильно ли изменится результат. Если нет - то все норм, значит сетка адекватна для данного расчета. Если сильно меняется - снова мельчите итд.

[almazk3 2]

3 минуты назад, piden сказал:

Строите более подробную сетку и смотрите, сильно ли изменится результат. Если нет - то все норм, значит сетка адекватна для данного расчета. Если сильно меняется - снова мельчите итд.

1. Достаточно изменить ползунок? 

2.  А свойства материалов будут ли влиять на расчеты, например железо, пластик? Я менял материал на пластик,  результат не изменился.

[piden 2 874]

23 minutes ago, almazk3 said:

1. Достаточно изменить ползунок? 

Вы хорошо понимаете, какие именно настройки сетки меняются при изменении положения ползунка? Знаете, как посмотреть сетку, чтобы можно было сравнить с предыдущей? Проясните для себя эти вопросы. Загуглите туториалы по Flow Simulation и пройдите их.

 

25 minutes ago, almazk3 said:

2.  А свойства материалов будут ли влиять на расчеты, например железо, пластик? Я менял материал на пластик,  результат не изменился.

Вы меняли материал, который по-умолчанию назначается для всех солид тел. Влияет на задачи, где учитывается распространение тепла в твердых телах.

[karachun 2 038]

Вставлю свои пять копеек - мощность турбины определяется как момент на валу, умноженный на частоту вращения в рад/с. Можно задаться мощностью турбины и частотой вращения (она может соответствовать частоте вращения генератора, который подключен к турбине) и тогда получим необходимый момент.