Перепад давления

[Al2017 1]

Здравствуйте, не могли бы мне помочь в моей проблеме. У меня есть труба 5 метров длинной. Мне нужно задать скорость течения жидкости и определить перепад давления на входе и выходе из трубы. (с этим проблем не возникает), но так же, в дальнейшем нужно провести второй эксперимент для сравнения как изменится скорость и перепад давления если подвести тепло к стенкам (например температура жидкости 300К, а температура стенки 500К)... но если я задаю скорость вход/выхода жидкости с одной стороны и давления с другой, как вообще может меняться скорость и давление, если величины с обоих концов фиксированные. Как сохранить начальное условие (скорость на входе, начальную температуры жидкости и температуру стенки) для нахождения перепада и изменения скорости.

Заранее благодарю

[Student. 0]

Уточните задачу для начала, пожалуйста.

Задание скорости-не совсем корректно. Лучше расход или давление на входе. На выходе статика.

В зависимости от задачи могут быть варианты решения вашей задачи.

[Al2017 1]

Ну да, я задаю расход на входе и среднее значение давления на выходе (видимо тут тоже напортачил, как я понял правильнее ставить статическое давление?). Это первый опыт, а второй: я оставляю вышеупомянутые значения, но теперь задаю температуру на входе и температуру стенок (вот только не знаю, лучше использовать температурную энергию или полную).

[Student. 0]

Эх. Вы меня не слушаете.

Задача о сферической трубе в вакууме или все-таки элемент какой-то системы с известными параметрами?

[Al2017 1]

Сферическая труба в вакууме.

[Student. 0]

Что такое "температурная энергия"?

В первом случае задал бы полные параметры на входе (давление и плотность) на выходе статическое давление.

Во втором - все тоже. На стенках либо heat flux, либо heat transfer coefficient.

[Al2017 1]

Simulation -> Default Domain -> Default Domain Default -> Fluid Models -> Heat Transfer -> Thermal Energy

А почему на втором этапе нельзя задать значение Temperature?

А кое значение температуры жидкости задать на входе в трубу? Или оно возьмется стандартным 25 градусов (ну так как я выбирал газ при температуре 25 градусов)?

[Student. 0]

А. Это. Total Energy учитывает все уравнения навье-стокса и максимальное число эфеектов. Важнее для сжимаемых сред и влияет на скорость счета в большей мере. Тут можно развести полемику (и ее обязательно разведут!), что можно и termal energy ставить, но принято ставить при современном уровне развития техники total energy и не заморачиваться.

Ну параметры на входе в трубу должны соответствовать задаче (расходу) и быть известными. Странный вопрос.

Во втором этапе temperature будет означать температуру потока у стенки, а не температуру стенки.

[Al2017 1]

Воспользуюсь вашими советами и посмотрю что получится.... Буду ждать окончания расчётов =) Спасибо большое.

[Al2017 1]

А почему на выходе именно Static давление, а не Total?

И если я всё таки задам на входе массовый расход, то Static или Total давление взять на выходе?

Изменено 21 мая 2012 пользователем Al2017

[Doomed 0]

Вы знаете, на практике в задачах течения жидкости в трубе и определения перепада давления, разницу между разными ГУ я не замечал. Есть небольшой эффект на участках рядом с границами, но на расстоянии 10 диаметров от входа/выхода разницы уже никакой.

У вас получилось решение? Есть разница в расходах/перепадах давления в обограваемой труби и необогреваемой?

[Al2017 1]

Разницы в перепадах давления так и не возникло, но если подумать, то её и не может быть, ведь мы оба значения, слева и справа задаём сами, а следовательно то о каком перепаде может идти речь... Хотя я могу и ошибаться, в CFX я работаю совсем недавно.

А если мне надо сделать расчёт с учётом того, что теоретически труба не ограниченна 5 метрами (как бы имеет продолжение в обе стороны)? На какие значение это повлияет?

Изменено 22 мая 2012 пользователем Al2017

[MotorManiac 130]

На какие значение это повлияет?

Несколько факторов должны сыграть - увеличение скорости тока, вследствие уменьшения плотности, собственно уменьшение плотности, изменения числа Re. В общем то вы должны получить различную картину по перепаду. Шероховатость то задается тут ?

ЗЫ Сам не использую данною прогу, просто о физике явления так сказать.

[HFL 34]

Несколько факторов должны сыграть - увеличение скорости тока, вследствие уменьшения плотности, собственно уменьшение плотности, изменения числа Re. В общем то вы должны получить различную картину по перепаду. Шероховатость то задается тут ?

ЗЫ Сам не использую данною прогу, просто о физике явления так сказать.

Дьявол как всегда кроется в деталях, точнее в свойствах рассматриваемой жидкости и параметрах потока (скорость, давление)

Например если взять воду при атмосферном давлении то:

1) В указанном диапазоне температур присутствует точка фазового перехода (и тут уже начинает играть роль следующая деталь - скорость потока) если лезть ещё глубже то есть диаграмма состояния и т.д.

2) В указанном диапазоне температур (если взять в качестве верхней границы точку фазового перехода при атмосферном давлении) плотность меняется примерно на 3-3.5% взякость же меняется почти в 3 раза

Так что тут мы имеем не сферического коня в вакууме а множество коней различных форм в N-мерном пространстве

Даже если задача просто потыкать в кнопки программы нужно для начала определится с деталями в плане исходных данных

Изменено 22 мая 2012 пользователем HFL

[Al2017 1]

Ну предположим, что я решил упростить себе работу и всё таки взял газ... Когда я хочу посмотреть перепад давления в обоих этих случаях, то мне это нужно делать в Total или просто давление?

[Al2017 1]

И всёт аки, может ли кто-нибудь подсказать как сделать так, чтобы увидеть разницу в перепаде давления и изменение скорости для варианта с подводом теплоты к стенке и без подвода? Ведь теоретически разница должна возникатьв.

[Doomed 0]

Если не брать в расчет шероховатость, то в данном случае изменение перепада давления будет определятся разницей в плотностях и вязкостях холодной и горячей сред (вода там или газ - одинаково)

Если бы я решал подобную задачу, то сделал бы следующее:

задача: Есть труба 5 метров. по ней движется какая-то среда. Для определенности пусть будет вода. Две постановки - 1. адиабатные стенки трубы(без подвода тепла) и 2."горячие стенки" - задана постоянная температура на стенке, большая чем температура жидкости. Цель - сравнить перепады давлений в трубе при одинаковом задании массового расхода.

Пусть диаметр трубы - 0,1м. Тогда для решения в CFD я рисую трубу 7 метров для исключения влияния входа и выхода на контрольный участок в 5 метров. (добавил 10 диаметров. но если компуктер позволяет - добавляйте по 50 диаметров с каждого конца).

Сетка - 2 разные. Первая примерно с 15-20 ячейками на диаметр. по оси трубы ячейки вытянуты примерно в 2,5-3 раза. Пристенок - 5 ячеек с уменьшением 1,1-1,2 (тоесть у самой стенки толщина ячейки маленькая, следующая в 1,2 раза толще и так далее, а 6ая ячейка уже такой же толщины как и в центре).

Вторая - 35-40 ячеек на диаметр и пристенок уже 15 ячеек. толщина пристенка выбирается от числа ренольдса- чем оно больше, тем меньше можно делать пристенок. Для начала можно примерно четверть радиуса на пристенок.

Далее. ГУ - массовый расход на входе и нулевое среднее статическое давление на выходе. Почему массовый расход? так как именно он не будет менятся при нагреве, а значит в обоих задачах одинаков. Про ГУ на выходе я уже высказывался выше.

Решал бы я задачу в статике моделью SST. Если есть время, то посчитал бы и k-e и k-w. Для сравнения.

Уровень невязок 10^-6.

Обязательно- свойства жидкости задать полиномами. Полиномы строить можно в экселе на основе справочника(например по Ривкину или по ватерстимпро)

Если сходится быстро, то на всякий случай выполнить не менее 150 итераций.

Потом в посте смотреть тотал давления, усредненные по массовому расходу.

Кроме этого можно прикинуть аналитически, какие должны получится перепады давления. Смотри например справочник Идельчика. И сравнить результаты на разных сетках, разных моделях и аналитику. Разница с аналитикой не должна превышать 10%, а для Re>10000 - не более 5%.

[Al2017 1]

Хм, довольно любопытно, я думал, что при подводе теплоты перепад давлений и средняя скорость увеличатся, но на деле вышло наоборот... Конечно может дело в том, что у меня внутренний диаметр трубки 1 см или я где косячу, но пока выходит так... надо провести побольше опытов.

Изменено 23 мая 2012 пользователем Al2017

[Doomed 0]

ты лучше побольше теорией позанимайся. Есть совершенно определенные формулы, по которым можно посчитать и скорость в такой трубе и перепад давления. Формулы простые и общедоступные. Где их искать я уже писал. А если считать как то наобому, то что то и получишь)

[Al2017 1]

А я и сравниваю теоретические расчёты с практическими. Без подвода теплоты всё идеально сходится, а перепад с подводом теплоты пока не считал, да и если честно пока не находил как такой случай посчитать. Я просто плохо знаком с самим ансисом (хотя гидравлические сопротивления тоже только начальная база), а в институте эту красоту не преподают, но ничего не поделаешь, приходится самому учить =(

Можно ещё вопрос, а при выводе данных какие граничные данные (boundary data) нужно смотреть? Гибридные (hybrid) или консервативные (conservative)? Для чего одни и для чего другой?

Изменено 23 мая 2012 пользователем Al2017