Перейти к публикации

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


Рекомендованные сообщения

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

 

стекло в точке.jpg

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

 

температура в точках медь.jpg

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

 

 

алюминий.jpg

Это распределение температур с применением трубок из Алюминия

 

 

нержавейка 21 ват.jpg

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 пользователем khanin_daniil
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах


UnPinned posts
4 часа назад, khanin_daniil сказал:

длина охлаждаемой части водой 250 мм

как то странно, сначала был газ-газ теплообменник...

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

прошу прощения, у меня нехватка расчетных ресурсов, при разрешении модели ячейками 1мм - 2мм, что очень имеет смысл, расчет требует почти 17 ГБ памяти, а это выше моих возможностей, однако при низком разрешении модели 2мм - 8мм расчет не сходится.

 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

@an_rushin А у вас модель полная или только половина?

Если полная то можно применить симметрию.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

да, я использую полную, хотелось решить в лоб, но согласен, сейчас порежу ее

 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
15 минут назад, an_rushin сказал:

у меня нехватка расчетных ресурсов

Попробуйте использовать структурированную сетку с высокой аппроксимацией кривизны трубчатки и разбиением сетки по ее длине. Хотя геометрию глянул - возможно такой трюк и не пройдет, т.к. в системе имеются подводящие и отводящие каналаы по воде, не совсем классический перекрестноточный теплообменник получается.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Я конечно не Ванга, но почему теплоноситель должен омывать всю трубчатку ? могу предположить, что будет примерно так 

x.png

 

Вывод - в конструкции целесообразно предусмотреть какие то внутренние перегородки - по факту сделав теплообменник многоходовым........

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
2 часа назад, MotorManiac сказал:

как то странно, сначала был газ-газ теплообменник...

Неправда, я еще в первом сообщении писал что трубки теплообменника омываются водой...

 

@MotorManiac касательно расположения вывода патрубка воды, да я ошибся,  @an_rushin сейчас подготовлю сборку с перекрестным расположением. 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

@an_rushin прикрепляю Сборку с перекрестными патрубками для воды. 

Рекупертор сборка (step AP203).STEP Рекупертор сборка (StepAP214).STEP Рекупертор сборка (Деталь).SLDPRT

@an_rushin  кстати по параметрам я немного ошибся диаметр трубок внутренний 8  внешний 10... и Диаметр самой трубы (внутренний 49мм внешний 51мм), я правда не совсем понял зачем Вам эти параметры ведь у вас же есть сборка STEP... 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Изменил сеточку сделал ее более мелкой, теперь температура на выхода 270 - 280, Но сталкиваюсь с ошибкой обратного течения... подскажите пожалуйста из-за чего это может происходить,  может давление на выходе выставить чуть больше чем 1 атм, почему воздух обратно затягивает? 

ошибка обратного течения.jpg

Изменено пользователем khanin_daniil
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
giffs

gif_01.gif

 

gif_02.gif

 

gif_03.gif

 

 

piccs

03_CP.png

04_CP.png

05_CP.png

12_CP.png

 

3 hours ago, an_rushin said:

однако при низком разрешении модели 2мм - 8мм расчет не сходится.

Надеюсь, архив откроется..

 

heat_exchanger_FLU20.1_mesh_01.zipx

 

 

 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

@piden  благодарю, что уделили время. Почти сошлось с моими расчетами выше для патрубков воды находящиеся на одной стороне внешней трубы. Дельта 20 градусов, и в Ваших расчетах опять же материал трубок не влияет на конечную температуру воздуха... видимо на самом деле так, странно мне всегда казалось что теплопроводность которая отличается в 10 раз должна влиять...

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

Изменил сеточку сделал ее более мелкой, теперь температура на выхода 270 - 280, Но сталкиваюсь с ошибкой обратного течения... подскажите пожалуйста из-за чего это может происходить,  может давление на выходе выставить чуть больше чем 1 атм, почему воздух обратно затягивает? 

ошибка обратного течения.jpg

Странно теперь поставил сетку 3  то-есть сделал ее крупнее с теми же условиями, а температура на 100 градусов выше...

 

Сетка 3.jpg

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

коллега piden опередил меня, теперь мой расчет не будет иметь смысла. одну модификацию я хотел представить - упразднить физическую толщину стенок и заменить их на виртуальную толщину, но результаты должны быть идентичными (почти). 

 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
11 часов назад, piden сказал:
  Скрыть содержимое

gif_01.gif

 

gif_02.gif

 

gif_03.gif

 

 

  Скрыть содержимое

03_CP.png

04_CP.png

05_CP.png

12_CP.png

 

Надеюсь, архив откроется..

 

heat_exchanger_FLU20.1_mesh_01.zipx 31 \u041c\u0431 · 0 скачиваний

 

 

 

Сейчас подобнее посмотрел, так тут на выходе температура 600+ Градусов, совсем не сходится с тем что получаю в солиде

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
06.12.2021 в 21:59, khanin_daniil сказал:

на вход которого будут поступать дымовые газа печи

 

1 час назад, khanin_daniil сказал:

совсем не сходится с тем что получаю в солиде

 

06.12.2021 в 22:33, MotorManiac сказал:

PS данная программа не учитывает газовое излучение.

 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
14 часов назад, piden сказал:
  Показать содержимое

gif_01.gif

 

gif_02.gif

 

gif_03.gif

 

 

  Показать содержимое

03_CP.png

04_CP.png

05_CP.png

12_CP.png

 

Надеюсь, архив откроется..

 

heat_exchanger_FLU20.1_mesh_01.zipx 31 \u041c\u0431 · 0 скачиваний

 

 

 

Подскажите пожалуйста в какой программе провели расчет? начну изучать, потому-что возможностей солида мне недостаточно для корректного результата...

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
11 минут назад, khanin_daniil сказал:

Подскажите пожалуйста в какой программе провели расчет? начну изучать, потому-что возможностей солида мне недостаточно для корректного результата...

Ansys 2020 R1

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

все же хочу развить дискуссию. т.к. ваш теплообменник посчитать мне не удалось, то обращусь к своему любимому примеру, который построен в действительности и коррелирован с текучим.

 

это ящик, посаженный на два куска алюминия (solid), между кусками асбестовая пластина для изоляции и под длинный кусок подведен источник тепла известной мощности. длинный кусок имеет боковые отверстия (чтобы не мешали потоку), куда вставлены датчики температуры. перед ящиком установлены три мелких сетки для уравнивания набегающего потока от вентилятора.

 

кроме того, прикреплена картинка вычислительной сетки. 


 

yashik1.JPG

 

yashik2.JPG

 

 

yashik3.JPG

 

на данном примере я пытался установить зависимость расчетной температуры на датчике от выбранной модели турбулентности. ни одна модель не сошлась с опытом точно (Т из опыта = 104°С), возможно, я недостаточно прогрел установку или были помехи, важно, что на низкорейнольдсовых и высокорейнольдсовых сетках результат от использования двухслойной пристеночной модели был стабильным, остальные же колебались в большом диапазоне.


для вашей задачи остановимся на двухслойных моделях и сравним результаты при использовании стали и алюминия. размерность [К] игнорируем, это градусы.

 

yashik4.JPG

 

yashik5.JPG

 

 

yashik6.JPG

 

 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
1 hour ago, khanin_daniil said:

Подскажите пожалуйста в какой программе провели расчет?

Ansys CFX

 

1 hour ago, KorovnikovAV said:

начну изучать

:good:

Туториалы там же, где и сам ансис. Верно для всех вариантов.

 

1 hour ago, an_rushin said:

сравним результаты при использовании стали и алюминия

Попробуй сравнить осредненные по потоку температуры на выходе из этого ящика для обоих случаев)

 

 

PS @an_rushin, блин, подписи - зачет! Возьму на вооружение) xkcd ultimate version просто)

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете опубликовать сообщение сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, войдите в него для написания от своего имени.
Примечание: вашему сообщению потребуется утверждение модератора, прежде чем оно станет доступным.

Гость
Ответить в тему...

×   Вставлено в виде отформатированного текста.   Вставить в виде обычного текста

  Разрешено не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отобразить как ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставить изображения напрямую. Загрузите или вставьте изображения по ссылке.

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу.




×
×
  • Создать...