Цилиндрическая емкость с вращающейся жидкостью (расчет давления)

[Yamoto 2]

Создаю во Flow simulation среду (обычная вода), которая заполняет всю расчетную область емкости. Добавляю регион вращения.

Вопрос 1: почему у дна показывает неправильно давление (101657.52 Па), должно же быть pgh + атмосферное?

Вопрос 2: как посчитать избыточное давление на стенки емкости, возникающее из-за вращения жидкости?

К сожалению не понял как вставить изображение в сообщение, для большей ясности вопроса.

[ak762 317]

53 minutes ago, Yamoto said:

Вопрос 1: почему у дна показывает неправильно давление (101657.52 Па), должно же быть pgh + атмосферное?

посмотрите этот топик, однажды тоже разбирался с гидростатическим давлением

Quote

 

флоу гидростатическое давление считает если включить гравитацию

чтобы правильно выводить результат требуется структурированный подход

 

 

[Yamoto 2]

Да, спасибо. Эти манипуляции помогли. Разбежка есть в 500 Па, но не принципиально. Может посоветуете, как цель правильно выставить, для просчета давления возникающего за счет вращения жидкости?

[vik_q 142]

13 часов назад, Yamoto сказал:

Да, спасибо. Эти манипуляции помогли. Разбежка есть в 500 Па, но не принципиально. Может посоветуете, как цель правильно выставить, для просчета давления возникающего за счет вращения жидкости?

А в чем глубокий смысл расчета давления? И чем не устраивает формула p=ро*омега²*r²/2?

[Yamoto 2]

10 минут назад, vik_q сказал:

А в чем глубокий смысл расчета давления? И чем не устраивает формула p=ро*омега²*r²/2?

Ну я так понимаю оно возрастет на стенках емкости.

[vik_q 142]

5 минут назад, Yamoto сказал:

Ну я так понимаю оно возрастет на стенках емкости.

Ага. И я даже написал как найти на сколько :)

ну ещё можно добавить ро*g*h для учёта гидростатики.

Если нужно прям точное решение с воронкой 

https://www.researchgate.net/publication/346060322_Vrasenie_zidkosti

вот тут вроде расписано поподробнее.

 

[Yamoto 2]

23 минуты назад, vik_q сказал:

Ага. И я даже написал как найти на сколько :)

ну ещё можно добавить ро*g*h для учёта гидростатики.

У меня входные h=2, r=0.95, w=100 об/мин=10.5 рад/c

Гидростатика тогда 19584,6 Па

По формуле которую вы написали получается 49660,7 Па

В сумме : 69245,3 Па

И так понимаю к тому же на дно оно будет неравномерным.

Как в солиде эти данные вытащить и расчитать конструкцию на устойчивость, деформции и пр.

Плюс посмотреть как изменится давление, если на стенки поставить вертикальные отбойники, по идее угловая скорость тогда снизится же.

[vik_q 142]

6 минут назад, Yamoto сказал:

У меня входные h=2, r=0.95, w=100 об/мин=10.5 рад/c

Гидростатика тогда 19584,6 Па

По формуле которую вы написали получается 49660,7 Па

В сумме : 69245,3 Па

И так понимаю к тому же на дно оно будет неравномерным.

Как в солиде эти данные вытащить и расчитать конструкцию на устойчивость, деформции и пр.

Плюс посмотреть как изменится давление, если на стенки поставить вертикальные отбойники, по идее угловая скорость тогда снизится же.

Для прочности примите, что максимальное расчетное давление действует на стыке дна со стенкой (у нас ведь цилиндр?). А меняется по вертикали и к центру цилиндра линейно. В центре цилиндра берите гидростатику, на свободной поверхности - ноль.

Вертикальные отбойники - можно и попытаться посчитать давление с вращением, но значительно проще принять те же значения что и выше - в запас.

[Yamoto 2]

24 минуты назад, vik_q сказал:

Для прочности примите, что максимальное расчетное давление действует на стыке дна со стенкой (у нас ведь цилиндр?). А меняется по вертикали и к центру цилиндра линейно. В центре цилиндра берите гидростатику, на свободной поверхности - ноль.

Вертикальные отбойники - можно и попытаться посчитать давление с вращением, но значительно проще принять те же значения что и выше - в запас.

У меня еще на таких оборотах вот это выражение h - ((w^2 * r^2)/4*g) меньше 0, т.е. воронка дно откроет.

И соответственно высота столба (w^2 * r^2)/ 2*g  получается 5 метров.

Если я конечно не ошибаюсь в расчетах.

Вот и хотелось с помощью симуляции просчитать сколько можно максимум оборотов выжать с фиксированной (по всем параметрам) конструкции с помощью отбойников.

[Yamoto 2]

И еще один момент. Если сверху емкости крышку заварить, она ведь не даст столбу жидкости подниматься. Как тогда с давлениями на стенки дно и крышку?

[Fedor 1 604]

Это как банку с пивом раскрутить на весах. Будет таким же как и в неподвижном состоянии... :) 

[Yamoto 2]

11 минут назад, Fedor сказал:

Это как банку с пивом раскрутить на весах. Будет таким же как и в неподвижном состоянии... :) 

В смысле на весах? Вокруг своей оси вы имеете ввиду?

[Fedor 1 604]

Да как ни крути. Представьте на весах моторчик с батарейкой, а к нему банку как-то приклеили... 

[Yamoto 2]

3 минуты назад, Fedor сказал:

Да как ни крути. Представьте на весах моторчик с батарейкой, а к нему банку как-то приклеили... 

Т.е. вы хотите сказать, что если мы емкость заварили крышкой сверху, набрали ее доверху и например с помощью крыльчатки на валу начали раскручивать жидкость внутри. То давление на стенках , дне и верхней крышке не изменятся? Как в статике будет?

[Fedor 1 604]

Похоже что так.  Если давление разное то возникает движение жидкости, а двигаться то некуда... 

[Yamoto 2]

Не ну движение частиц же будет, например если 50/50 зальем разными жидкостями, они перемешаются.

[vik_q 142]

2 часа назад, Yamoto сказал:

У меня еще на таких оборотах вот это выражение h - ((w^2 * r^2)/4*g) меньше 0, т.е. воронка дно откроет.

И соответственно высота столба (w^2 * r^2)/ 2*g  получается 5 метров.

Если я конечно не ошибаюсь в расчетах.

Вот и хотелось с помощью симуляции просчитать сколько можно максимум оборотов выжать с фиксированной (по всем параметрам) конструкции с помощью отбойников.

Если там действительно дно открывает, следует начать с расчета мешалки, которая такую угловую скорость жидкости обеспечит.

Дальше в первом приближении можно как я написал, только давление на днище подправить - не гидростатика в центре, а гидростатика на границе воронки. И наверное гидростатика с учётом воронки.

Вообще границу жидкости flow стал уметь относительно недавно. Года 4 вроде. И там все немного не тривиально, емнип. 

1 час назад, Fedor сказал:

Это как банку с пивом раскрутить на весах. Будет таким же как и в неподвижном состоянии... :) 

Там не банка крутится. Там пиво в ней мешают, как я понял.

[Fedor 1 604]

Есть классическая задачка. Почему чаинки собираются в центре чашки на дне когда сахар размешиваешь ложечкой ?  

[vik_q 142]

4 минуты назад, Fedor сказал:

Есть классическая задачка. Почему чаинки собираются в центре чашки на дне когда сахар размешиваешь ложечкой ?  

Потому что давление в центре падает. А на стенки - возрастает. Вопрос т.с. - не порвет ли стакан, если мешать пиво излишне интенсивно.

 

Упд. Или речь о том, что все увеличение давления уходит на воронку, и надо просто гидростатику считать с учётом изменения высоты жидкости?

Изменено 6 июня 2023 пользователем vik_q

[Fedor 1 604]

Возникает второе движение из-за того, что образуется воронка и снаружи столб воды больше чем в центре.  Это второе движение и сгоняет тяжелые частицы в центр. 

Ну а если воронка не образуется то и такого движения не будет...