Расчет теплообменника. Не получается получить различную результирующую температуру, в зависимости от материала трубок теплообменника.

[khanin_daniil 4]

Доброго времени суток, проблему описал в названии темы. Рассчитываю теплообменник на вход которого будут поступать дымовые газа печи при температуре 900 - 1000 градусов. Результат получился неплохой, на выходе теплообменника получаю 350 - 400 градусов, но хотелось бы увидеть разницу между использованием Медных трубок и из обычной Углеродистой стали. При использовании медных трубок результат должен отличаться так как теплопроводность меди в несколько раз выше стали, но Solid выдает такую же температуру 350 - 400  для любого материала (хоть стекло). В качестве эксперимента поменял материал трубок на Isolate, где теплопроводность = 0, и да расчет изменился, да он стал правдив и не было видно теплообмена между водой и трубками. Затем изменил материал трубок на Кварцевое стекло, теплопроводность 1.4 и результат получился такой же как с трубками из меди... Но ведь так не должно это работать... подскажите пожалуйста что я не учитываю?

 

прикрепил файл сборки и с проектом Flow Simulation c текущими параметрами.

 

также прикрепил скрины где замерил температуру на выходе из трубки  для Стекла и Меди

прикрепил скрины результатов для Алюминия и Стали

 

это скрин замера температуры в точке выхода воздуха из теплообменника с применением кварцевых трубок

 

это скрин замера температуры в точке выхода воздуха из теплообменника с применением медных трубок 

 

 

Это распределение температур с применением трубок из Алюминия

 

 

Это распределение температур с применением трубок из Нержавейки где теплопроводность = 21, что в 10 раз меньше чем у Алюминия

 

 

p.s SolidWorks 2021

, 

 

Рекупертор сборка.SLDASM

Изменено 6 декабря 2021 пользователем khanin_daniil

[MotorManiac 130]

30 минут назад, khanin_daniil сказал:

Медных трубок и из обычной Углеродистой стали

В данной теплообменной системе теплопроводность материала не является узким местом. Теоретически, если сетка мелкая, то вы получите небольшую разницу. Если хотите получить более точный результат, то воспользуйтесь аналитическим решением.

PS данная программа не учитывает газовое излучение.

[a_schelyaev 366]

А задача вообще сошлась?

[khanin_daniil 4]

Я так понимаю сходимость смотрим в момент расчета?

Провел анализ возможных вариантов, где разница была - материал трубок.

Вот что у меня получилось

 

измерял температуру твердого тела и также температуру в точке, разница есть, но небольшая, возможно и вправду теплопроводность материала так сильно не влияет?

[Jesse 960]

34 минуты назад, khanin_daniil сказал:

возможно и вправду теплопроводность материала так сильно не влияет?

вполне может быть. Когда число Био намного меньше единицы. Как раз видно что в трубках плюс минус однородная температура

[MotorManiac 130]

1 час назад, Jesse сказал:

Когда число Био

и ничего страшного, что печные газы содержат трехатомные газы.......... :)

[an_rushin 128]

можно сохранить файл в формате STEP? ни одной программой не могу зачитать... спасибо

 

Изменено 7 декабря 2021 пользователем an_rushin

[karachun 2 038]

@an_rushin Похоже что там изначально сборка сохранена без компонентов.

[an_rushin 128]

у меня солида нет, да и в глаза его не видел, но посчитать в текучем или в старе нет проблем, а потом разовьем дискуссию :)

 

[Jesse 960]

1 час назад, MotorManiac сказал:

и ничего страшного, что печные газы содержат трехатомные газы.......... :)

 

21 час назад, MotorManiac сказал:

PS данная программа не учитывает газовое излучение.

ни понюл вас..

[MotorManiac 130]

2 часа назад, Jesse сказал:

ни понюл вас..

автор не учитывает излучение, считает конвекцию просто..... результат будет некорректным.

 

 

[khanin_daniil 4]

@an_rushin, @Jesse, прикрепил сборку как деталь

HeatExchanger.SLDPRT

[khanin_daniil 4]

я не написал какие условия расчета я указываю и граничные условия:

Теплопроводность в твердых телах, задача внутренняя 

Текучая среда  Воздух по умолчанию и Вода

1. Создаю две подобласти течения, первая для воздуха, вторая для охлаждающей жидкости, там же указываю температуру, для воздуха 1000C  для воды 5C.

2. Задаю материал, по умолчанию у меня Stainless Steel, но во вкладке материал указываю материал трубок Медь.

3. Задаю граничные условия, первое это обьемный расход -  50m3/h (на заглушке справа) , (температура сама проставляется), затем указываю давление (на заглушке слева). Затем тоже самое дело для Воды (температура сама подставляется)  (поток везде по нормали к поверхности)

4. Затем задаю цели указываю определение температуры в точке (как показано на скринах выше)

 

-----

@MotorManiac, пересчитал с включенной опцией Радиационного теплообмена, получил почти теже результаты. Вы же сами выше писали что данная программа не учитывает газовое излучение...

 

 

 

Подобласть течения Воздух

 

 

 

 

Подобласть течения Вода

 

Изменено 7 декабря 2021 пользователем khanin_daniil

[khanin_daniil 4]

@MotorManiac  не указал поверхности радиационного теплообмена, но я так понимаю если указывать трубки то он будет считать не излучение воздуха а самого твердого тела температура  которого 110 С...

[ak762 308]

5 hours ago, an_rushin said:

у меня солида нет, да и в глаза его не видел, но посчитать в текучем или в старе нет проблем, а потом разовьем дискуссию :)

@khanin_daniil

 

6 hours ago, an_rushin said:

можно сохранить файл в формате STEP? ни одной программой не могу зачитать

@an_rushin сохранил деталь в степ для плодотворной дискуссииHeatExchanger.STEP

[an_rushin 128]

надеюсь, я понял устройство теплообменника.

хочу еще раз уточнить - пожалуйста, на мой эскиз нанесите цифры, без слов. потом начну считать.

 

да, чуть не забыл, какова длина этого чемодана? я должен задать размерность

 

 

Изменено 8 декабря 2021 пользователем an_rushin

[khanin_daniil 4]

@an_rushin, m_cold = 0.1kg/s  t = 5C - Вода, m_hot - задавал через обьем, V_hot = 50m3/h.  T_hot = 1000C - Воздух,  Не удалось загрузить мою модель теплообменника?  

 

Изменено 8 декабря 2021 пользователем khanin_daniil

[an_rushin 128]

спасибо.
неа, не удалось, но удалось загрузить STEP. так какова длина?

 

[khanin_daniil 4]

@an_rushin, длина охлаждаемой части водой 250 мм, по бокам длина с каждой стороны 100 мм...  диаметр внешний 90 мм (стенка 1мм), диаметр трубок внутренний 10мм и стенка 1мм. .  (это приблизительно  вечером могу точно сказать)

Изменено 8 декабря 2021 пользователем khanin_daniil

[an_rushin 128]

ага, считаю...