Сопло Лаваля

[Railnolds 2]

Добрый день.

Подскажите вот по какому вопросу.

В эксперименте необходимо протарировать сопло Лаваля - а именно - определить коэффициент расхода сопла, работающего на определённом рабочем веществе.

Также проводится 2D моделирование (осисимметричное) этого сопла на этом же веществе при тех же условиях в Fluent. В результате получается, что эксперимент показывает коэффициент расхода 0.95, а Флюент - 0.86.

Из-за чего могут быть такие отличия? Нач то следует обратить внимание в модели CFD в первую очередь - возможно ошибка там?

Изменено 24 февраля 2011 пользователем Railnolds

[Railnolds 2]

Ни у кого нет идей совсем?

Использую к-эпсилон модель турбулентности Realizable и Стандартные пристенные модели. Y+ возле стенки в критическом сечении - 80. Может надо понизить - как это правильно сделать?

Может другую модель посоветуете?

[Railnolds 2]

Люди - ну кто может помочь?

[Konstantin_xxx 0]

Люди - ну кто может помочь?

Могу сказать, что различия между экспериментом и моделированием будет всегда, но отличие в 4-6% от эксперимента вполне приемлемо для математического моделирования. Ибо математическое моделирование никогда полностью не сможет воссоздать эксперимент!!! Изменено 24 февраля 2011 пользователем Konstantin_xxx

[Railnolds 2]

Просто из всех примеров, которые я нашёл по соплу Лаваля, никто не рассматривал пограничный слой в критическом сечении и его влияние на расход и коэффициент расхода. А в моём исследовании это очень важно.

[Konstantin_xxx 0]

И кстати, советую вам решать не 2D задачу, а хотя бы осесимметричную, это какое-никакое, но все же более приближенное к трёхмерной реальности решение, нежели просто двумерная задача.

[Railnolds 2]

И кстати, советую вам решать не 2D задачу, а хотя бы осесимметричную, это какое-никакое, но все же более приближенное к трёхмерной реальности решение, нежели просто двумерная задача.

Я и решаю осисимметричную.

[Konstantin_xxx 0]

Я и решаю осисимметричную.

а всё... не заметил:) прошу прощения!

[Railnolds 2]

а всё... не заметил:) прошу прощения!

Да это я исправил, чтобы небыло недоразумений :))

[Railnolds 2]

Пробовал SST k-w модель - результаты примерно такие же как и для k-e модели. Что же получается - эксперимент сделан неточно?

[Konstantin_xxx 0]

Пробовал SST k-w модель - результаты примерно такие же как и для k-e модели. Что же получается - эксперимент сделан неточно?

Возможно при моделировании вы не учитываете какие-то параметры, которые имеют место в эксперименте... Либо попросите людей проводящих эксперимент максимально его упростить...

[Railnolds 2]

Возможно при моделировании вы не учитываете какие-то параметры, которые имеют место в эксперименте... Либо попросите людей проводящих эксперимент максимально его упростить...

До этого эксперимента в модели я был уверен, а теперь уже и не знаю что думать.

[irinatotkstu 0]

До этого эксперимента в модели я был уверен, а теперь уже и не знаю что думать.

Скорее всего что-то не учитывалась в модели , согласна с предыдущим, или не так как нужно рассчитывается.

Не подскажите, кстати, опция Adapt gradient сильно влияет на сходимость, с проблемами не сталкивались, как там лучше всё задать?

[Ангмар 0]

расход не получается потому что неправильно считаете,

а на погранслой нечего грешить так как МКО подразумевает выполнение фундаментальных законов как в каждой ячейке так и по всему поле, кстате во флюенте для вас есть полезная чтука как расчет дисбалансов

опишите задачу подробнее:

что за газ? - горячий? если это настоящий двигатель то надо учитывать изменение параметров газа при движении по соплу и самое большое влияние оказывает коэф. адиабаты

то есть чтобы получить точное распределение параметров на срезе и расход скорее всего придется что то делать со средой, может даже считать горение

если холодный то точно ли вы задаете параметры среды в камере, может неправильно величины переводите....

в общем дайте инфы?

[Railnolds 2]

Задача предельно проста.

По сверхзвуковому соплу типа Лаваля течёт горячий однородный газ. Т.е. в теплообменном аппарате (генератор) подводится к жидкости тепло, жидкость кипит, превращается в пар высокого давления и поступает в сопло Лаваля.

Задача - определить расход газа через это сопло при известном давлении и температуре на входе в сопло. Исходя из полученного расхода определить коэффициент расхода сопла, сравнив эти данные с теоретическим расчётом для коэффициента расхода равным 1 (т.е. когда принимается, что в критическом сечении сопла звуковой поток заполняет всё сечение сопла).

Экспериментальный коэффициент расхода у меня получается 0,95, а по флюенту - 0,86.

Параметры газа задаются: плотность - идеальный газ, теплоёмкость, вязкость, молекулярная масса, теплопроводность - константы.

[Ангмар 0]

первое что приходит в голову это воспользоваться формулой сазерленда для определения вязкости, так как газ горячий

еще вопрос - сравниваете с экспериментом? тогда может там нечисто?

я так понимаю стенки у вас в сопле адиабатические, а в реальности есть тепловые потери (двигателисты мне сказали что в малых твердотопливных двигателях работающих недолго такие потери могут составлять до 10%)

[Ангмар 0]

первое что приходит в голову это воспользоваться формулой сазерленда для определения вязкости, так как газ горячий

еще вопрос - сравниваете с экспериментом? тогда может там нечисто?

я так понимаю стенки у вас в сопле адиабатические, а в реальности есть тепловые потери (двигателисты мне сказали что в малых твердотопливных двигателях работающих недолго такие потери могут составлять до 10%)

[Railnolds 2]

Может попробовать уравнения реального газа подключить?

Эксперимент провожу не я, но тот, кто его проводит знает своё дело - работает в этой области 30 лет и сделал немало уже экспериментов подобных. А установка которую он сейчас испытывает - самая лучшая в мире на сегодняшний день. 3 года её делали и настраивали, очень точные приборы, полная автоматика поддержания режимов и т.п.

Да, стенки принимаются адиабатическими. Теплообмен со стенкой сопла может оказать такое влияние? Дело в том, что выходная часть сопла омывается холодным паром - этим же паром, но с более низкой температурой. В сопле порядка 90 градусов, омываемый газ - 8-12 градусов. Но пока задача теплообмена через стенку сопла не рассматривалась.

[Ангмар 0]

Я тоже занимаюсь так сказать соплами только в плане двигателей и именно в РДТТ работающих кратковременно и достаточно маленьких доля тепла уходящая на прогрев газа и теплообмен может составить 2-10%, повторюсь это для работающих недолго (порядка 1 с) двигателей.

В принципе на обычных холодных струях я получаю результаты хорошо совпадающие с экспериментом, а вот с горячими струями продуктов сгорания пока беда (относительно конечно).

Вы меня заинтриговали про эту установку и эксперимент.

Где можно про нее прочитать и на результаты эксперимента посмотреть?

Кстати, а вы пробовали посчитать ламинарное течение, или даже невязкое? какие результаты получаются?

[Railnolds 2]

Вы меня заинтриговали про эту установку и эксперимент.

Где можно про нее прочитать и на результаты эксперимента посмотреть?

Кстати, а вы пробовали посчитать ламинарное течение, или даже невязкое? какие результаты получаются?

Установка сейчас на завершающей стадии испытаний - окончатся испытания через 3 месяца. Будут опубликованы статьи, в которых будет и установка описана, и результаты приведены.

Ламинарные течения не пробовал считать - у меня ж сверхзвуковой струйный аппарат с соплом Лаваля.

Завтра я получу экспериментальные результаты по другому соплу - всего их 3. Попробую сравнить и проанализировать данные. Вариантов несколько:

1. Неточный эксперимент.

2. Ошибка в одномерной модели, которая дает сильно завышенные расходы через сопло.

Ошибку в Флюент модели пока отбрасываю, поскольку если она там есть, то я пока даже не знаю в каком месте её искать.