Расчет сдвоенной диафрагмы

[Валентинович 0]

С помощью справочника "С п р а в о ч н о е п о с о б и е п о г и д р а в л и к е , г и д р о м а ш и н а м и

г и д р о п р и в о д а м " В и л ь н е р , К о в а л е в , Н е к р а с о в

Была расчитана сдвоенная диафрагма

Геометрию можно посмотреть в прикрепленном файле

Интересует полученный расход ( жидкость - вода, нормальные условия)

на перепаде Рвходное= 11МПА Рвыходное=10МПа перепад 1МПа

и на перепаде Рвходное= 20МПА Рвыходное=10МПа перепад 10МПа

Результаты полученные в SW Flow для 1-го 3,54 л/мин

для 2-го 38,7 л/мин

Результаты полученные расчетом по справочнику для 1-го 14,8 л/мин

для 2-го 46,8 л/мин

Будет очень интересно сравнить с результатами полученными в Ansys и др программах.

Диафрагма.rar

Изменено 23 мая 2011 пользователем Валентинович

[kristeen 355]

Ansys CFX для deltaP = 1 MPa объемный расход через последнюю диафрагму = 14.96 litre/min

для deltaP = 10 MPA объемный расход = 47.24 litre/min

FloWorks для deltaP = 1 MPa объемный расход = 6.6 litre/min.

Результат, мягко говоря, странный.. Картины контуров скоростей визуально похожи, максимальные скорости близки. Но значения средней скорости через отверстия различны. Думал, фловоркс плохо разрешает пограничный слой, построил подробную сетку в диафрагмах -- результат тот же.

У Вас еще источником ошибки является то, что расход Вы измеряете на крышке. В процессе решения у Вас наверняка появлялось сообщение типа A vortex crosses outlet -- через крышку идет обратное течение в область, т.к. крышка слишком близко к диафрагме. Правда, принимая во внимание поразительную точность расчета во фловоркс, на все эти тонкости можно забить..

Забавный бенчмарк получился...

[Валентинович 0]

Результаты полученные в Ansys, очень убедительны и подтверждают расчет произведенный с помощью справочника. Куда интереснее следующее: продолжив расчет с помощью SW Flow, для дросселей с большим диаметром отверстий по зависимости приведенной в справочнике Некрасова, d1=3 d2=5.1 на перепаде в 10МПа, значение расхода расчетного ( по справочнику) и SW Flow 120 л/мин и 240 л/мин

многовато((

Возможно в SW F я допустил ошибку ( опыт использования невелик)

За ответ огромное спасибо))

[kristeen 355]

Создается впечатление, что во фловорксе где-то потерян множитель 2..

Расход для задачи дросселирования постоянно получается меньше действительного приблиз. в 2 раза.

Я считал в 2011 версии, у Вас вроде версия младше.

Вывод -- нужно брать более надежный инструмент.

Скачал указанный Вами справочник Некрасова. Могли бы Вы подсказать, по каким таблицам Вы находили расходы? Или по ф.5.8 стр.108?

[Thing 0]

kristeen, а расход мереется где на конусе или на выходе (там где прикладывали ГУ)? А что это за какие то фаски на краницах модели? В CFX ту вас такого нет.

[kristeen 355]

Расход измеряю на границе второй (правой) диафрагмы. Построил дополнительное тело и исключил из расчета. Как писал выше, на крышке (там, где ГУ) измерять расход не имеет смысла.

По поводу странных фасок. На картинке из фловоркс видно, что модель более "кривоватая". Когда фловоркс делает сетку, то в partial cells он никак не аппроксимирует геометрию, а проводит границу fluid/solid по плоскости, проходящей через точки раздела сред на границе ячейки (см. рисунок а также Solving engineering problems.pdf, идущий с фловоркс). Поэтому всегда убираю в настройках отображения галочку Use CAD geometry, чтобы смотреть на действительную расчетную область, а не на наложенную на геометрию.

Прикладываю свой проект в SW2011sp3. Буду рад, если укажете, где косяк.

valentinovich.rar

[Валентинович 0]

У меня SWF 2010, опыта работы в SW маловато, поэтому спасибо за помощь в решении этого вопроса расчеты расхода находятся во вложенном файле.

Расчет_по_справочнику.rar

Изменено 26 мая 2011 пользователем Валентинович

[Thing 0]

Решил посчитать данную задачу во Fluent. считал в 3D и в 2D постановке результаты совпали между собой -0,1 кг/с, что приблизительно 6 лит/мин. Скорости 41-42 м/с.

[Валентинович 0]

Решил посчитать данную задачу во Fluent. считал в 3D и в 2D постановке результаты совпали между собой -0,1 кг/с, что приблизительно 6 лит/мин. Скорости 41-42 м/с.

Продолжив расчет с помощью SW Flow, для дросселей с большим диаметром отверстий по зависимости приведенной в справочнике Некрасова, d1=3 d2=5.1 на перепаде в 10МПа, значение расхода расчетного ( по справочнику) и SW Flow 120 л/мин и 240 л/мин

многовато((

Какие результаты выйдут в Fluent с такими геометрическими параметрами с тем же перепадом давления ?

[ccc44 53]

Расход измеряю на границе второй (правой) диафрагмы. Построил дополнительное тело и исключил из расчета. Как писал выше, на крышке (там, где ГУ) измерять расход не имеет смысла.

Прикладываю свой проект в SW2011sp3. Буду рад, если укажете, где косяк.

Действительно, поскольку «дыра» от пересечения вихрей растет по ходу расчета, ждать правильного расхода с этими граничными условиями не приходится:

Уменьшается ли она к концу расчета?. И вообще идет ли он до конца и сколько времени? У меня прошло 45 мин, больше нет возможности. В Вашем файле ничего не менял, просто запустил…

[Thing 0]

Я так понимаю, если там сидит вихрь, то это по тому, что ГУ выхода жестко определено. Оно не свободный выход, поэтому программа и выдает вихрь. Во Fluent то же самое получается.

[ccc44 53]

Я так понимаю, если там сидит вихрь, то это по тому, что ГУ выхода жестко определено. Оно не свободный выход, поэтому программа и выдает вихрь. Во Fluent то же самое получается.

За второй диафрагмой – только слабые обратные токи, течение можно считать ламинарным (файл kristeena):

А вот, когда я увеличил длину третьей зоны в три раза, центральная струя выписала вот такую вот загибулину:

При этом расход снизился незначительно (процентов на 10). Параметры турбулентности – по умолчанию:

[Thing 0]

А вы выведите линии тока указав выходную границу там (в 3-й зоне) и увидите вихрь.

[ccc44 53]

А вы выведите линии тока указав выходную границу там (в 3-й зоне) и увидите вихрь.

Вы посмотрите какие там маленькие скорости: это слабые обратные токи.

[Thing 0]

Дык никто и не спорит что там смерч сидит, просто видимо программа реагирует и на такой слабый обратный ток. А вообще если посчитать эту задачу как внешнюю (при той же расчетной сетке), то такого предупреждения не получите, но там возникает несоответствие в расходах вход-выход (на входе больше чем на выходе, процентов на 20), из-за чего пока не пойму. Хотя значение скорости так не прыгает. Посмотрите может что на ум придет, почему получается разность в расходах.

[ccc44 53]

Дык никто и не спорит что там смерч сидит, просто видимо программа реагирует и на такой слабый обратный ток. А вообще если посчитать эту задачу как внешнюю (при той же расчетной сетке), то такого предупреждения не получите, но там возникает несоответствие в расходах вход-выход (на входе больше чем на выходе, процентов на 20), из-за чего пока не пойму. Хотя значение скорости так не прыгает. Посмотрите может что на ум придет, почему получается разность в расходах.

Струю назад тянет разрежение в зоне высоких скоростей в отверстии. Это происходит даже при назначении опции "только ламинарное", правда в гораздо меньшей степени.

В отношении несоответствия расхода, посчитанного во FloWorks, могу только подтвердить вывод kristeena в посте #4.

Около года назад пытался посчитать устройство, расходные характеристики которого хорошо известны:

Воздух, перепад давлений приблизительно -0,5 ати.

как видим, расчетные значения на большей части характеристики примерно в два раза меньше измеренных на стенде.

Действительно ли во Fluent в этой задаче расход 6 л/мин? Недавно начал осваивать Ansys WB.

Идет туго, интерфейс, по сравнению с космосом недружественный, и, может быть, лучше сразу начинать с CXF, хотя Fluent, почему-то больше импонирует…

[Thing 0]

При расчете во Fluent ,там тоже ведь задается жесткое ГУ на выходе и поэтому, он тоже пишет что течение реверсивное в какой то области, а расход один в один получается как и у FloWorks. Тут они похожи. Как смоделировать так, чтобы примерно было как во внешней задаче у FloWorks я пока не знаю, да и нужно ли это не знаю, ведь по условию, ГУ должны быть жесткими.

Спросил у расчетчиков на счет реверсивного движение во Fluent, сказали не париться в моей задаче, т.к на общий результат повлияет не значительно.

Кстати, до кучи проверил эту же задачу по FlowVision результат аналогичный - 0.1 кг/с

[ccc44 53]

Значит, получается, что в этих пакетах одну из самых распространенных в технике задач - расход по перепаду давлений считать нельзя? Посмотрел первый валидный пример CosmosFloWorks - конический кран. Так там расход вообще не задан как цель проекта:

Давление же на выходе задано как критерий точности расчета. Но, как видим, распределение скорости на выходе неравномерно по сечению даже на большом (порядка пяти дмаметров) удалении от крана. Обидно…

[Thing 0]

Насколько я понимаю, постоянным остается статическте давление на границах ГУ, а то что скорость меняется, то это меняется динамическое давление, которое и учитывает скорость потока.

[ccc44 53]

Насколько я понимаю, постоянным остается статическте давление на границах ГУ, а то что скорость меняется, то это меняется динамическое давление, которое и учитывает скорость потока.

Это понятно, но почему они не приводят расчетные значения расхода? В описании этого крана приведено сравнение с экспериментом только для гидравлического сопротивления и момента поворота крана, разброс по которому весьма велик:

Если у вас новый Simulation - в файле technicalreference.pdf.

Есть в примерах еще один кран - шаровой, но там задан расход на входе, это неинтересно.