Jump to content

Вычисление пропускной способности (расхода)


Recommended Posts

vonabirg

Всем привет! 

Решаю сейчас следующую задачу: есть сетевой газовый редуктор, у которого производителем заявлена пропускная способность 150 м3/ч. Нужно получить подтверждение этому с помощью методов Solidworks Flow Simulation.

Здесь возникает вопрос №1: как правильно это сделать?

Опишу, как пытаюсь это сделать я. По ГОСТ 13861 нахожу, что данный редуктор должен обеспечивать максимальную пропускную способность (150 м3/ч) при наибольшем рабочем давлении (в данному случае 6 бар) и наименьшем входном давлении (в данном случае 10 бар). Создаю заглушки на входном и выходном патрубках редуктора, устанавливаю соответствующие граничные условия через "Полное давление". Серое тело в самом центре редуктора исключено из расчёта, создал его только чтобы посмотреть расход на его поверхностях. Сетку не трогаю, оставляю автоматической, но ставлю максимальный уровень (уровень 7).

Запускаю расчёт, получаю результат. На выходной заглушке смотрю поверхностные параметры: массовый и объемный расходы и скорость. Теперь самое интересное. Если верить солиду, объемный расход получается 95 м3/ч. Если посчитать его через скорость, которую показывает солид, и площадь сечения - получаем 174 м3/ч. Если же перевести массовый расход в объемный с учетом среды (газообразный кислород при t=21°C) - получается 499 м3/ч.

Вопрос №2: каким же результатам верить? Что я делаю не так?

Всем заранее спасибо, уже замучился голову ломать.

 

large.936160042_2021-04-09180702.jpg.fc2

 

Link to post
Share on other sites


UnPinned posts
Борман
1 час назад, vonabirg сказал:

пропускную способность (150 м3/ч)

Обычно этот термин не нужно воспринимать буквально.  Смысл у него понятнен только для условий испытаний :)

 

Пропускная способность задвижек, вентилей, регулирующих клапанов и другой арматуры характеризуется коэффициентом пропускной способности Kv Данный коэффициент обязательно указывается заводом производителем в технических характеристиках и определен по расходу среды м3/час, плотностью 1000 кг/м3, температуре 15 С и перепаде давления 1 Бар.

https://yandex.ru/search/?text=пропускная способность Kv&&lr=47

 

Это был раз, а два...

1 час назад, vonabirg сказал:

редуктор должен обеспечивать максимальную пропускную способность (...) при наибольшем рабочем давлении (в данному случае 6 бар) и наименьшем входном давлении (в данном случае 10 бар)

Скорее всего это два независимых условия.  И ваш редуктор должен удовлетворять каждому. Это не один режим, а два разных, две крайности, так сказать..

 

Ну а по солиду ваще ХЗ.

  • Нравится 2
Link to post
Share on other sites
an_rushin

думаю, решение далеко от сошедшегося, заключаю из многих факторов. вы можете подцепить CAD в формате STEP, Parasolid или еще что-то?

 

Link to post
Share on other sites
vonabirg
14 часов назад, Борман сказал:

Скорее всего это два независимых условия.

Хм, мысль интересная. Но как же точно понять, одновременно они должны выполняться или раздельно? Может я стал неправильно воспринимать русский язык? Посмотрите пожалуйста ГОСТ 13861 пункт 2.5. Держа в голове своё восприятие и Вашу идею я не нахожу никакой возможности точно определить суть написанного в ГОСТе. Но ведь не значит же это, что каждый может трактовать как вздумается?

 

А по поводу Kv да, я в курсе этого показателя. Но опять же. Допустим, я хочу сделать некий новый редуктор, проектирую его, и мне нужно спрогнозировать его Kv до начала производства. Как это правильно сделать в солиде? Выставить перепад давлений в один бар - понятно. Указать воду в качестве среды - понятно. Температура 15°С - понятно. А в каком конкретно сечении смотреть расход? В дросселирующем сечении (т.е. наименьшем) или же в выходном патрубке? Хотя, кажется, по идее они должны быть одинаковы?.. Поправьте, если ошибаюсь

Link to post
Share on other sites
vonabirg
12 часов назад, an_rushin сказал:

думаю, решение далеко от сошедшегося, заключаю из многих факторов. вы можете подцепить CAD в формате STEP, Parasolid или еще что-то?

 

 

Яндекс Диск с моделью редуктора в парасолиде

 

Расскажите пожалуйста хотя бы немного о тех факторах, которые заставляют Вас думать о неправильности решения? Не хотелось бы повторять те же ошибки в будущем

Link to post
Share on other sites
Борман
22 минуты назад, vonabirg сказал:

Хм, мысль интересная. Но как же точно понять, одновременно они должны выполняться или раздельно? Может я стал неправильно воспринимать русский язык? Посмотрите пожалуйста ГОСТ 13861 пункт 2.5. Держа в голове своё восприятие и Вашу идею я не нахожу никакой возможности точно определить суть написанного в ГОСТе. Но ведь не значит же это, что каждый может трактовать как вздумается?

Почитал, ну я вроде правильно думаю.

 

Вот общие формулы...

http://ldmvalves.ru/Proektirovschikam/Reguliruyuschaya_armatura_LDM/images/2.7.2.Sootnosheniya_IEC.PNGimage.png

 

По самой первой формуле смотрим на знаменатель -  dP*P2

при "наибольшем рабочем" - P2=max, dP = max

при "наименьшем входном" - P2 = min,  dP = min

Вот вам две крайности.

 

30 минут назад, vonabirg сказал:

А по поводу Kv да, я в курсе этого показателя. Но опять же. Допустим, я хочу сделать некий новый редуктор, проектирую его, и мне нужно спрогнозировать его Kv до начала производства. Как это правильно сделать в солиде? Выставить перепад давлений в один бар - понятно. Указать воду в качестве среды - понятно. Температура 15°С - понятно. А в каком конкретно сечении смотреть расход? В дросселирующем сечении (т.е. наименьшем) или же в выходном патрубке? Хотя, кажется, по идее они должны быть одинаковы?.. Поправьте, если ошибаюсь

ХЗ. Редуктор он же в первую очередь роняет давление, а не расход обеспечивает.

Задайте на входе давление и расход, и смотрите какое давление получается на выходе.

Link to post
Share on other sites
Кварк
Цитата

 Редукторы должны обеспечивать наибольшую пропускную способность  при наибольшем рабочем давлении   (табл.1) и наименьшем входном давлении .

Я бы читал тут как математик, это и соответствует больше жизни: при любом, самом худшим раскладе должен быть обеспечен заявленный расход. 

Edited by Кварк
Link to post
Share on other sites
vonabirg
37 минут назад, Кварк сказал:

Я бы читал тут как математик, это и соответствует больше жизни: при любом, самом худшим раскладе должен быть обеспечен заявленный расход. 

Я тоже к этому склоняюсь. Но если учитывать формулы, которые привел @Борман , то получается, что при докритическом режиме чем больше перепад давления, тем меньше расход Kv. В таком случае "наибольшее рабочее давление и наименьшее входное" - это наиболее благоприятный режим работы редуктора, и при изменении давлений будет увеличиваться dP, и уменьшаться пропускная способность. 

Это странно, неожиданно. Интересно было бы посмотреть вывод этой формулы. 

Link to post
Share on other sites
Борман

@vonabirg

Если читать ваш ГОСТ, то самый тяжелый режим будет при перепаде с P3 на Р2.

А формулы типа этих из ГОСТ 16443-70 "Устройства исполнительные. Методы расчета пропускной способности, выбора условного прохода и пропускной характеристики".

Давно по нему считаю. Может по вашей темем какой то другой ГОСТ есть.

Link to post
Share on other sites
karachun

@vonabirg Задам очевидный вопрос по самому моделированию. В редукторе давление газа (воздух, пар, природный газ) снижается и его плотность сильно изменяется. Вы это учли у себя в расчете, вы использовали модель идеального газа? Или задали постоянную плотность?

Link to post
Share on other sites
vonabirg
1 час назад, karachun сказал:

@vonabirg Задам очевидный вопрос по самому моделированию. В редукторе давление газа (воздух, пар, природный газ) снижается и его плотность сильно изменяется. Вы это учли у себя в расчете, вы использовали модель идеального газа? Или задали постоянную плотность?

Всё очевидное - не очевидно)

Я в мастере проекта просто выбрал среду - газообразный кислород. Никаких галочек вроде идеального газа не припомню. Укажите пожалуйста, если что-то нужно где-то отметить. За это я не в курсе, к сожалению

2 часа назад, Борман сказал:

@vonabirg

Если читать ваш ГОСТ, то самый тяжелый режим будет при перепаде с P3 на Р2.

А формулы типа этих из ГОСТ 16443-70 "Устройства исполнительные. Методы расчета пропускной способности, выбора условного прохода и пропускной характеристики".

Давно по нему считаю. Может по вашей темем какой то другой ГОСТ есть.

Спасибо! Изучу приведенный Вами ГОСТ. В том то и проблема, что касательно газовых редукторов я не сумел найти никаких методик расчёта пропускной способности. Не говорю что их нет, может это я плохо искал... Но уже несколько недель с переменной интенсивностью пытаюсь разобраться. И всё никак, увы(

Встретить бы человека, который имеет опыт в проектировании подобных изделий..

Link to post
Share on other sites
karachun
3 часа назад, vonabirg сказал:

Укажите пожалуйста, если что-то нужно где-то отметить.

Скажу честно - где это находится в солиде я не знаю.

Поищите в справке солида, поищите по фразам "идеальный газ" или "Ideal Gas". Или почитайте о той опции что вы выбрали, в справке должно быть написано за что она отвечает.

Чтобы учесть сжимаемость среды подойдут модели идеального или реального газа. Модели идеального газа будет достаточно, но если ее не будет то можно использовать и модель реального газа.

 

3 часа назад, vonabirg сказал:

Всё очевидное - не очевидно)

А ведь мы все проходили уравнение Менделеева — Клапейрона в десятом классе, на уроках физики. А может быть даже раньше.

Link to post
Share on other sites
Кварк
16 минут назад, karachun сказал:

Поищите в справке солида, поищите по фразам "идеальный газ" или "Ideal Gas". Или почитайте о той опции что вы выбрали, в справке должно быть написано за что она отвечает.

Чтобы учесть сжимаемость среды подойдут модели идеального или реального газа. Модели идеального газа будет достаточно, но если ее не будет то можно использовать и модель реального газа.

А то, что у него объемный расход больше на выходе, не говорит о том, что сжимаемость учитывается?

Link to post
Share on other sites
an_rushin
9 hours ago, vonabirg said:

 

Яндекс Диск с моделью редуктора в парасолиде

 

Расскажите пожалуйста хотя бы немного о тех факторах, которые заставляют Вас думать о неправильности решения? Не хотелось бы повторять те же ошибки в будущем

Спасибо. Вы не могли бы ещё раз выписать Parasolid, заменив все имена в геометрии на латиницу? Имею ввиду, всякие "заглушки" и т.д. иначе не могу зачитать. Решу задачу в "текучем" или в старе. Посмотрим, что получится. 

  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites
vonabirg
10.04.2021 в 19:42, an_rushin сказал:

Спасибо. Вы не могли бы ещё раз выписать Parasolid, заменив все имена в геометрии на латиницу? Имею ввиду, всякие "заглушки" и т.д. иначе не могу зачитать. Решу задачу в "текучем" или в старе. Посмотрим, что получится. 

Новая ссылка на яндекс диск с моделью в парасолиде. На этот раз заменил все имена в модели на цифры. Что значит "решу в текучем или в старе"? Это какие-то программы другие?

Link to post
Share on other sites
an_rushin

мне задание начинает нравиться, однако хотелось бы еще раз уточнить граничные условия, потому что не уверен, что точно их понимаю из первого сообщения.
вы не могли бы составить таблицу, где будут фигурировать все известные величины?

---

medium:
oxigen?

----------------------------------------------------------------
inlet:
massflow?
pressure? (total, static)
temperature?

----------------------------------------------------------------
outlet:
pressure? (total, static)
temperature?

----------------------------------------------------------------
как-то так. без лишних слов, компактно и конкретно.
спасибо.

 

 

пока что получается что-то такое, но я не уверен, что это похоже на правду:

 

Vel.JPG

  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites
vonabirg
2 часа назад, an_rushin сказал:

вы не могли бы составить таблицу

Здравствуйте! Данные для задачи следующие:

  • Среда: газообразный кислород
  • Температура окружающей среды (а значит и на входе в редуктор): 20°С 
  • Давление на входе: 10 бар
  • Давление на выходе: 6 бар
  • Заявленная производителем пропускная способность: 150 куб.м/ч

В результате решения необходимо получить подтверждение заявленной пропускной способности. Если при заданных параметрах она окажется иной, тогда нужно поиграться со входных и выходными давлениями, чтобы определить при каких параметрах давления выполняется заявленная пропускная способность. Диапазон давлений на выходе: от 10 до 25 бар. Диапазон давлений на выходе: от 1 до 6 бар.

 

Почему не уверены, что полученные результаты похожи на правду?

 

Спасибо Вам большое за помощь!

 

Link to post
Share on other sites
an_rushin

теперь результаты в порядке.
о расходе в 150 кубиков в час говорить не приходится, только 95 кубиков, расход по массе 0.1938 кг/с

 

как говорится, "текучему" можно верить :)

 

Vel.JPG

Vel2.JPG

Ptot.JPG

Rho.JPG

 

  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites
vonabirg
15.04.2021 в 17:58, an_rushin сказал:

теперь результаты в порядке

Класс, замечательно. Спасибо большое! Позвольте несколько вопросов:

1). Результаты получились в целом такие же, какие я привёл в самом начале данной темы. Но тогда Вы сказали, что решение кажется далеким от сошедшегося. Теперь же, при таких же результатах, решение Вас удовлетворяет. Это связано с большим доверием к Ансису, нежели к Солидворксу?

2). В первом сообщении я привел 3 способа вычисления объемного расхода - это непосредственно через соответствующий инструмент, через массовый расход и через скорость в сечении и площадь этого сечения. Если брать за основу показания объемного расхода, который оказался и у Вас и у меня равным 95 куб.м/час, то вот что получается. Через массовый расход удается получить такое же значение, если учитывать так же плотность среды в сечении. А вот с расходом через скорость у меня так и не получилось разобраться. Скорость в интересующем сечении - примерно 120 м/c. Площадь этого сечения - 401 кв.мм. Тогда расход должен быть 173,72 куб.м/час. Что же мне необходимо сделать, чтобы и через скорость получить эти несчастные 95 куб.м/час?

Link to post
Share on other sites
an_rushin

неее, это связано с недопустимым в технике мнением под названием "кажется". чтобы не казалось, я посчитал задачу в коде, который знаю. теперь мне ничего не кажется и выходит, что ваше решение в порядке. я никогда не видел солидворкс в действии, даже оболочку его видеть не приходилось, так что проверка в другом коде вам только на руку.
ко второму вопросу скажу, что скорость в поперечном сечении неодинакова в каждом контрольном объеме, потому советую не ломать себе голову этим вопросом. код посчитал правильно.

 

Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.



  • Сообщения

    • fakemade
      Имеется ввиду, если между деталями контакт, трение может быть, то есть это две разных детали в принципе. Простейший пример - задача Герца, там реализуется контакт. А по вашей части почти не смогу подсказать, со сваркой не работал, слабо представляю пока, как это реализовать. Но то, что сетка будет общая - это точно.   Ну, я работаю в Femap, там есть в инструментах Coincidents Nodes, задается расстояние, на котором сливать узлы и сливаются.
    • Кит
    • gruzevsky
      нет, не разобрался как их восстановить. есть где почитать про процедуру? инициализация осей - это выход в референт? после запуска гидравлики кнопка старт. 
    • Nikk24
      @fakemade "если в реальности две детали каким-то образом между собой взаимодействуют" - вот тут непонятно. Что имеется в виду под "взаимодействуют"? Если деталь сварная, - она состоит из двух обечаек и двух прутков круглого сечения, сваренных между собой, - нужно сливать узлы сетки? Прутки придется моделировать объемными элементами, обечайку - Plate. Строю сетки на на них и потом Merge Coincidents Nodes?  
    • doob
      Ug_user прав. X,Y,Z - это точка центра фрезы. Но от этого не стало понятнее, что же получилось неправильно. Потому решил пояснить. В 3Д-коррекции как и в контурной есть два популярных способа задания коррекции. 1. В программе задается контур детали (это для контурной, а для 3Д точка поверхности инструмента). Стойка сама вычисляет точку центра инструмента исходя из установленных величин размеров инструмента (корректор). 2. В программе задается сразу центр инструмента для конкретного размера фрезы. В этом случае, если поставить корректоры равными нулю, а физическую фрезу установить с размерами, равными расчетным, то получится чистая расчетная обработка. А коррекция достигается отклонением от этих расчетных размеров инструмента.   Подавляющее большинство систем выдает программы с вектором нормали, обеспечивающие 3Д-коррекцию, именно по варианту 2. Или по умолчанию по варианту 2. В вашем случае, Павел1, работает вариант 2. То есть, в корректоре следует указывать не размеры устанавливаемого инструмента, а отклонение от расчетного инструмента. И получите полноценный желаемый результат.   Конечно, можно настроить и вариант 1. Но придется прилично поработать. :-)
    • Bimka
    • vad0000
      Машинные параметры Вы восстановили? И как Вы делаете инициализацию осей?
    • fakemade
      @Nikk24 коннекторы нужна для задания контакта между деталями, если задача контактная. А для разных КЭ можно просто совпадаю.щие узлы слить и все. В вашем случае, если в реальности две детали каким-то образом между собой взаимодействуют, то тут нужны коннекторы, ни в коем случае нельзя сливать сетку воедино. Если же деталь одна, но построена в разных областях разными элементами, достаточно просто совпадающие узлы слить. @статист если вопрос без ответа, то мне кажется, тут обойтись можно только предварительным заданием одинакового количества КЭ, чтобы после узлы можно было слить.
    • gudstartup
      У вас что выбор ступени описывается в технологической программе?     Какая у вас максимальная скорость шпинделя? Что станкостроитель не определил в ладдере переключение диапазонов по S коду ? Для чего нужно вашей программе знать о том на какой ступени сейчас работает коробка скоростей S вашего станка ведь скорость вращения и так обеспечивается равной скорости в коде S заданной в  вашей программе?
    • aiden57
      Нет, т.к. команда выбора ступени не всегда присутствует...
×
×
  • Create New...