Jump to content
FonAgrik

Расчет центробежного вентилятора

Recommended Posts

FonAgrik

Доброе утро, форумчане! Я здесь человек новый и пришел сюда за помощью. Извините, если тема много раз поднималась, но не знаю как искать.

В общем, возникла острая необходимость проверить/рассчитать характеристики вентиляторного колеса. С программой познакомился только недавно, изучил соответствующие примеры (рготор/статор). Создал геометрию (могу выложить файлик если нужно), задал модель несжимаемой жидкости, расчетную сетку, но вот на входе и выходе не знаю какие граничные условия задать. Я хочу узнать расход вентилятора при заданной частоте вращения колеса. В примере задается скорость на входе и давление на выходе, но как раз их я не знаю и хочу рассчитать. 

 

Дайте, пожалуйста, совет или ссылкой поделитесь если не затруднит. Спасибо!

Share this post


Link to post
Share on other sites


MotorManiac

Вентилятор он как бы не в 1 точке работает. Судя по всему рассчитывается его полная характеристика в этой програмке. Задается - скорость в сечении, считай расход.

Share this post


Link to post
Share on other sites
FonAgrik

Вентилятор он как бы не в 1 точке работает. Судя по всему рассчитывается его полная характеристика в этой програмке. Задается - скорость в сечении, считай расход.

Не совсем понимаю. Мне нужно получить именно в одной точке. Геометрия у меня включает входной патрубок и вентиляторное колесо. Я задаю частоту вращения электродвигателя, на валу которого колесо и хочу посмотреть чему при этом равны расход и напор (рабочую точку на пересечении расход-напорной характеристики и сети). Какие при этом ГУ нужно задавать?

Share this post


Link to post
Share on other sites
kristeen

Кто-нибудь, объясните мне, почему при расчете вентилятора нельзя задать на входе полное давление, на выходе -- статическое. Откуда берутся значения скорости в сечении при задании этой самой скорости?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Bonusfrag

при постоянной частоте вращения не бывает одной точки. Бывает расходно-напорная характеристика. Крайние значения которой:  а) низкое давление + высокий расход  б) высокое давление + низкий расход.

 

Поэтому нужно прогонять механизм по всему диапазону давлений или расходов.

 

Если известна полная система, и вы всю её готовы моделировать - от бесконечно-удаленного входа, до бесконечно удаленного выхода, тогда будет одна точка с этой кривой.

 

Или надо знать статику в сети.

 

Что касается давления, .... не берусь прям однозначно ответить... тоже путаюсь.

Share this post


Link to post
Share on other sites
FonAgrik

Если известна полная система, и вы всю её готовы моделировать - от бесконечно-удаленного входа, до бесконечно удаленного выхода, тогда будет одна точка с этой кривой.

 

Вот об этой задаче я и спрашиваю. Только почему бесконечно удаленная. У меня несложная аэродинамическая труба длиной 5 метров. В конце вентилятор. Гу нужно задать как тогда?

Edited by FonAgrik

Share this post


Link to post
Share on other sites
Bonusfrag

 

Если известна полная система, и вы всю её готовы моделировать - от бесконечно-удаленного входа, до бесконечно удаленного выхода, тогда будет одна точка с этой кривой.

 

Вот об этой задаче я и спрашиваю. Только почему бесконечно удаленная. У меня несложная аэродинамическая труба длиной 5 метров. В конце вентилятор. Гу нужно задать как тогда?

 

Ну очевидно, что в струе от трубы давление отличается от атмосферного. Т.е. либо надо знать статику из эксперимента, либо "бесконечно далеко" отодвигать ГУ.

 

Еще вариант, если речь об АД-трубе: делаете полностью зал, в котором она стоит - замкнутый объем. В зале труба. Тогда вам надо лишь задать начальное атмосферное давление и всё.  В зависимости от нагрузки в трубе будете получать точку расходно-напорной характеристики.

Share this post


Link to post
Share on other sites
FonAgrik

Ну очевидно, что в струе от трубы давление отличается от атмосферного. Т.е. либо надо знать статику из эксперимента, либо "бесконечно далеко" отодвигать ГУ.

 

 

Еще вариант, если речь об АД-трубе: делаете полностью зал, в котором она стоит - замкнутый объем. В зале труба. Тогда вам надо лишь задать начальное атмосферное давление и всё.  В зависимости от нагрузки в трубе будете получать точку расходно-напорной характеристики.

 

т.е. задавать ГУ только стен, пола и потолка зала как Вход/выход с атм давлением? а выход не указывать. Интересно попробовать, часов 20 наверное считать точку будет)

Share this post


Link to post
Share on other sites
Bonusfrag

нет, задать стенки и начальное давление в объеме. Никаких других ГУ. Никакого входа, никакого выхода.

 

чтобы считало быстрее - используйте адаптацию сетки. Очевидно, вне трубы можно делать ячейки 1*1*1 м.

Share this post


Link to post
Share on other sites
MotorManiac

Сложно так :) Напорно-расходная кривая это по сути и есть набор бесконечных сетей в которых он работает. Если автор знает какой расход и какой перепад давления (гидравлическое сопротивление) у него в трубе (сети) то этот рабочий расход и задается в качестве ГУ на входе - снимается перепад давлений при этом, мощность, КПД итд на вентиляторе. P.S. Вентилятор какой ? осевой или центробежный ? 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Bonusfrag

Ну не то, чтобы сложно. Это несколько увеличит время вычислений. Зато позволит получить точно тот режим, который есть в установке.

Share this post


Link to post
Share on other sites
MotorManiac
Зато позволит получить точно тот режим, который есть в установке.

 

Я думаю 2 задачи последовательно точнее можно разрешить. Посчитали сеть, посчитали вентилятор. Хотя если ресурсы позволяют то можно и все вместе.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Bonusfrag

тут есть нюанс: профиль скорости.

если бить задачу на две, то с одной в другую нужно точный профиль скорости переносить, а с этим есть проблемка.

Share this post


Link to post
Share on other sites
MotorManiac

Согласен, но можно посмотреть входной участок сети, если нету чего то экстраординарного то не должна крутка потока, неравномерность истечения итд много давления съесть. Все равно это расчет...... а при проектировке вертушек я +10-20% к полному давлению закладываю :D от номинальной точки ибо сетей у нас нормальных не бывает по определению.

Share this post


Link to post
Share on other sites
FonAgrik

большое спасибо за ответы, приблизился к пониманию. Буду пытаться и так и так считать для проверки, да и интересно спмому...

Share this post


Link to post
Share on other sites
FonAgrik

Добрый день! Нужна ваш помощь. В результате расчетов столкнуся с неприятной проблемой аварийного завершения расчета.

Из-за чего вообще расчет может прерываться?

По предыдущим советам я не стал моделировать весь зал, а взял только одно колесо центробежного вентялтора. Задаю на входе разрежение 1000 Па и хочу узнать какая скорость будет на выходе. Пробовал менять давление на входе, адаптацию, параметры метода, но после 30-50 итераций расчет завершается аварийно. Пишет что-то вроде:

 

 

 *** Time = 0.0041, Iteration = 41 
Предупреждение    43: div > eps 
 ThisИндекс 67:90:92:1 
 div 13.4397 err 0.00968093 N 40 
 *** Time = 0.0041, Iteration = 41 
Ошибка    56: Плохая правая часть: 7.44779e+050 
 PCell: 54 32 70 *** Time = 0.0043, Iteration = 43 
 Аварийное прекращение вычисления в Tue Dec 10 11:39:47 2013
 
Версия программы 2.05.04
Модель выбираю несжимаемой жидкости.
 
Edited by FonAgrik

Share this post


Link to post
Share on other sites
MotorManiac

То что вы делаете вообще никакого физического смвсла не имеет. В подобных методиках расчета нужно указывать расход.

Share this post


Link to post
Share on other sites
FonAgrik

Почему не имеет смысла? Я хочу при заданном напоре получить расход. Или задача здесь может решаться только в обратном направлении. Может быть я просто не так граничные условия задаю? Как же тогда нужно задачу решать?

P.S. еще возник вопрос как определить кпд такого вентилятора?

Edited by FonAgrik

Share this post


Link to post
Share on other sites
MotorManiac

Вы ведь сами написали, что в хелпе написано  -  задается расход и обсчитывается перепад давления. КПД = N(полезная)/N(затраченная)

Share this post


Link to post
Share on other sites
FonAgrik

Вы ведь сами написали, что в хелпе написано  -  задается расход и обсчитывается перепад давления. КПД = N(полезная)/N(затраченная)

 

Я полагал там пример одной из многих похожих задач. И там вообще задается скорость на входе, а на выходе нулевое давление.

И получается во всех задачах нужно задавать расход? Тогда я не понимаю, что подразумевает программа, когда я задаю условия давления на входе?

Насчет кпд, формулу такую я знаю =) Мне нужно взять аэродинамическую мощность и поделить на механическую. Не пойму только как рассчитать обе составляющие в данной задаче?

Edited by FonAgrik

Share this post


Link to post
Share on other sites
MotorManiac

А что вам даст давление на входе ? вентилятор это повышающая ступень и нет никакой разницы с какого давления на какое повышать, за исключением разве что физ. свойств газа при различных давлениях. с тем же успехом можно было ничего не задавать.  N полезная = dP (Па) * Q (м3/c). N затраченная = T (Н*м) *  W(рад/c)

Share this post


Link to post
Share on other sites
FonAgrik

А что вам даст давление на входе ? вентилятор это повышающая ступень и нет никакой разницы с какого давления на какое повышать, за исключением разве что физ. свойств газа при различных давлениях. с тем же успехом можно было ничего не задавать.  N полезная = dP (Па) * Q (м3/c). N затраченная = T (Н*м) *  W(рад/c)

С кпд разобрался.

Видимо я не правильно этот параметр понимал. Таким образом мне нужно задавать расход на входе (скорость*площадь входного сечения) и получать напор на выходе. Но ведь я задаю ГУ выхода - Свободный Выход/Нулевое давление? Каким же здесь будет напор? Только динамическая составляющая (1/2*плотность*скорость^2)?

Share this post


Link to post
Share on other sites
MotorManiac

Нет, там все несколько иначе получается. Уравнение Эйлера + коэф-ент сопротивления лопаток + коэф-ент сопротивления улитки, входные-выходные углы лопаток, профиль лопаток итд итп.(точнее все это описывается ячейками сетки.) Расход задается для стабильного решения 1 точки. В противном случае вы просто считаете сеть состоящую из 1 спирального кожуха, соответственно в этой зоне вентилятор никогда не работает. Методика то расчтеа в этой проги что говорит ? P.S. Выложите каринку того что вы пытаетесь посчитать, интересно :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
FonAgrik

Гм, я запутался. До самой методик расчета проги еще не добрался.

Смотрите, мне нужно построить расход-напорную характеристику вентилятора. Файлик с моделью выкладывал выше (пост #16). В обучающем примере задается расход на входе, а давление снимается опять же на входе. Получается мне делать все точно так же только для разных значений расходов? Но ведь меня интересует что на выходе получается...

Share this post


Link to post
Share on other sites
MotorManiac

Я просто не считаю тут ) во флоусим, - задается расход и снимается перепад давления, полное на выхлопе минус статика на входе.

Share this post


Link to post
Share on other sites
FonAgrik

Вроде разобрался. Похоже, снимая разрежение на входе, получем перепад относительно нулевого давления на выходе.Спасибо вам, возможно еще вопросы появятся)

Share this post


Link to post
Share on other sites
MotorManiac
Похоже, снимая разрежение на входе, получем перепад относительно нулевого давления на выходе

 

Это в методике так написано ? а где полное давление на выхлопе ?

Share this post


Link to post
Share on other sites
FonAgrik

 

Похоже, снимая разрежение на входе, получем перепад относительно нулевого давления на выходе

 

Это в методике так написано ? а где полное давление на выхлопе ?

 

Честно говоря совсем потерял нить понимания. Хотел бы спросить, кто именно Flow Vision пользуется, где что есть что, какие параметры что обозначают и как их замерить:

1) Полное давление (статика + динамика) на входе

2) Статика на входе

3) Динамика на входе

4) Массовый расход на входе (должен быть равен на выходе)

5) п. 1 - 4 для выхода

 

Снять можно характеристики: Давление, Полное давление, Модуль скорости, Модуль относительной скорости, Модуль абсолютной скорости, Скорость, Относительная скорость, Абсолютная скорость.

 

Из документации удалось узнать только размерности этих параметров (давление - в Па, все скорости в м/с) и формулу Полного давления = Абсолютное давл. + Плотность*Абс. скорость^2 / 2 - Опорное давление

 

Не могли бы дать подробну инструкцию (как для блондинки) как мне построить расход-напорную характеристику для вентилятора? Можно ли получить крайние точки (напор при нулевом расходе и расход максимальный)?

Никак не могу подружиться с программой...

Edited by FonAgrik

Share this post


Link to post
Share on other sites
MotorManiac

Можно ли получить крайние точки (напор при нулевом расходе и расход максимальный)?

 

 

А зачем вам крайние точки это не рабочий режим машины, или помпаж или перегрузка двигателя. Вот промышленный высокотемпературный вентилятор ( 600С, атмосфера - продукты сгорания природного газа), недавно был спроектирован и изготовлен.

 

Можете посмотреть реальную аэродинамическую характеристику данного вентилятора.

 

post-25198-0-28128200-1386838399_thumb.jpg

 

post-25198-0-26506700-1386838025_thumb.jpg

 

Соответственно вам необходимо построить (рассчитать) данную кривую вентилятора, построить гидравлическую характеристику сети - место пересечение данных графиков будет являться рабочей точкой вентилятора в этой сети. Так же желательно подобрать ее таким образом что бы КПД в ней был максимальным, т.к. он тоже меняет свое значение в зависимости от dP и Q.

Share this post


Link to post
Share on other sites
a_schelyaev

Анализ выложенного здесь проекта:

1. Если выбрана модель несжимаемой среды, то и задавайте плотность = const в свойствах вещества.

2. Границы входа и выхода заданы очень близко к лопаткам. Я бы на парочку калибров отодвинул. Результат однозначно в такой постановке нефизичен.

3. Шаг интегрирования крупноват. Я бы поставил Курант=100 и ограничение сверху 1e-3.

4. В параметрах метода включить везде BsSolver. Это прообраз текущей решалки из версии FV3.

5. При CFL=100 задачка разваливается.

Share this post


Link to post
Share on other sites
FonAgrik

Анализ выложенного здесь проекта:

1. Если выбрана модель несжимаемой среды, то и задавайте плотность = const в свойствах вещества.

2. Границы входа и выхода заданы очень близко к лопаткам. Я бы на парочку калибров отодвинул. Результат однозначно в такой постановке нефизичен.

3. Шаг интегрирования крупноват. Я бы поставил Курант=100 и ограничение сверху 1e-3.

4. В параметрах метода включить везде BsSolver. Это прообраз текущей решалки из версии FV3.

5. При CFL=100 задачка разваливается.

Внес все замечания в модель - считать стало раза в 3 - 3,5 быстрее! КФЛ поставил 100, а что вы имели в виду "при CFL=100 задачка разваливается"? И не могли бы еще подсказать, не совсем понятны характеристики давлений - как мне получить полный перепад давлений по вентилятору?

Share this post


Link to post
Share on other sites
a_schelyaev

Задача с турбомашиной считается в двух вариантах:

1. Задаем на ГУ Q (он же G) и P (или P*) и определяем давление на ГУ с расходом.

2. Задаем перепад давления и определяем расход.

 

У вас второй вариант, поэтому будете определять расход.

Если нужно смотреть именно перепад, то нужно с расходом задачу задавать и смотреть давление.

Все просто.

 

Касаемо куранта = 100, то на моей версии 2.05.06 на Куранте 100 задача в итоге разваливается. Скорости выходят нефизичные. Я глубоко не копался.

Share this post


Link to post
Share on other sites
FonAgrik

Задача с турбомашиной считается в двух вариантах:

1. Задаем на ГУ Q (он же G) и P (или P*) и определяем давление на ГУ с расходом.

2. Задаем перепад давления и определяем расход.

 

У вас второй вариант, поэтому будете определять расход.

Если нужно смотреть именно перепад, то нужно с расходом задачу задавать и смотреть давление.

Все просто.

 

Касаемо куранта = 100, то на моей версии 2.05.06 на Куранте 100 задача в итоге разваливается. Скорости выходят нефизичные. Я глубоко не копался.

Могли бы чуть подробнее о первом варианте? Я задаю ГУ такие: 1) различные расходы (V, м/с) на входе; 2) Нулевое давление/выход на выходе. Напор снимаю как характеристика из Давления на входе.

Правильно? Что означает тогда характеристика Полное давление? 

Напор вентилятора насколько знаю это Полное давление на выходе минус Полное давление на входе. Как узнать оба давления?

Share this post


Link to post
Share on other sites
a_schelyaev

Вопрос отличия Давления от Полного давления (оно же торможения) лежит в плоскости базового образования.

Если что, то в списках переменных есть и Полное Давление и по нему тоже можно характеристику строить.

Также в перечне ГУ также было Полное давление.

 

Так что тут все в ваших руках!

;)

Share this post


Link to post
Share on other sites
FonAgrik

В теории есть общепринятые термины - статическое давление, динамическое и полное. 

Я переформулирую вопрос: в программе полный напор моего вентилятора равен разнице Полных давлений на входе и на выходе?

Share this post


Link to post
Share on other sites
a_schelyaev

Ну яже ответил на этот вопрос. Для пущей уверенности почему бы вам не открыть документацию в разделе Теория?

Share this post


Link to post
Share on other sites
FonAgrik

Ну яже ответил на этот вопрос. Для пущей уверенности почему бы вам не открыть документацию в разделе Теория?

Теорию в справке я, конечно, предварительно посмотрел. Нашел там формулы и обозначения, но на свои вопросы ответа там не нашел. Признаюсь с подобной задачей столкнулся впервые, и опыта совсем нет, отсюда и столько вопросов.

Не знаю, возможно человек, всю жизнь расчитывающий вентиляторы сразу освоит программу, но мне без помощи форума и вашей в частности ни за что бы не справиться.

Сейчас более менее разобрался как построить характеристику. Теперь возник вопрос определения кпд. Как мне можно узнать момент для затраченной мощности здесь?

Share this post


Link to post
Share on other sites
a_schelyaev

Причем тут вентиляторы? Вы не в силах распознать формулу Полного давления в документации, а потом из одного вычесть другое?

Share this post


Link to post
Share on other sites
FonAgrik

Причем тут вентиляторы? Вы не в силах распознать формулу Полного давления в документации, а потом из одного вычесть другое?

Вы, как я понял один из разработчиков данного продукта? Полазив по форуму вижу, что не один я запутался в интерфейсе и откуда что берется. Много вопросов возникло когда я вывел все давления, предлагаемые в характеристиках на входе и выходе и пытался сопоставить их формулам. Это моя первая программа для подобных расчетов, в будущем попробую другие и тогда уже смогу сравнить функциональность/эргномичность. Первое впечатление о программе, как будто под себя писалась, не для широкой публики. Хотя функционал довольно внушительный.

Edited by FonAgrik

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.



  • Сообщения

    • Sidorenko
      Какая стойка у станка? Готов помочь. Пишите на почту orgo@bk.ru
    • Sidorenko
      Добрый день. Пишите на почту orgo@bk.ru рад сотрудничеству. Готов помочь. 
    • piden
      Обманывает то, что само тело можно отобразить в посте.
    • braunea
      как тогда в cfd задать вращение? где прочитать про это? или есть у вас пример расчета? я не подружился пока с флюентом, не понятен мне он как-то :(
    • piden
      Immersed body хорош тем, что с его помощью очень легко задавать движение твердых тел в CFD расчете. А плох тем, что точность расчета близка к никакой.  Вот, например, так для солвера выглядят ваши шестерни... на вашей сетке:   Причем точность расчета настолько плохая, что невольно задаешься вопросом, стоило ли разработчикам вообще засовывать в программу такой функционал.   А чтобы получить более-менее нормальное решение приходится заморачиваться с перестраиваемыми сетками. Потому что при малых зазорах даже флуентовский оверсет меш не спасает. Нет. Это устоявшееся называние методики расчета. Если упрощенно: это когда не моделируется взаимодействие тела и жидкости через граничное условие (стенку), а просто объему жидкости, которое занимало бы тело, искусственно присваивается скорость движения этого тела. Само тело в расчете не присутствует, оно как бы мнимое - используется только для вычисления объема жидкости, которому нужно присвоить движение.     
    • braunea
      не путаю. Смотрите. Рассматриваем от момента запуска сферы-индикатора до полости нагнетания. В начале у нас около нулевое избыточное давление. При прохождении до области нагнетания он примерно около нулевой. Но в зоне нагнетания у нас искусственно (не вызванное насосом) давление высокое. Так вот, какое давление испытает этот объем жидкости? Это я и хочу исследовать Поподробнее хотелось бы узнать про immersed body. я так понял это идеальное твердое тело без шероховатостей и прочее. Так? Это нельзя задавать? Или на это надо обращать внимание когда рассматриваем конкретные случаи?
    • piden
      Какой еще гидроудар? Вы точно его не путаете с кавитацией в области зацепления?  
    • braunea
      исследования скорее и учеба - саморазвитие если проще. Интересно посмотреть какой гидроудар будет при такой разнице давления и что такое immersed body?) и еще, делал подобный расчет и у меня КПД не выходит 100% для насоса. Делал без зазора, в чем мб причина? Перетечки назад идут в зону всасывания, хотя вроде не должны
    • piden
      Повторю еще раз - проблема не только в мониторе, который вы индикатором называете. Удалите его из расчета - и все равно больше нескольких шагов не просчитаете. Конечно, ошибка уже будет другая.   Раз расчет не проходит - то, очевидно, не корректно. Зачем нужна инициализация с давлением 25 МПа, если на выходе всего 1, например?   Не нужно, достаточно того, что выше.   Этот расчет для каких целей вам понадобился? По учебе или реальную конструкцию делать будете?
    • braunea
      Неа, ансис вывел файлы такие) Почему в воркбенче расчет не пошел - было такое раньше, не понимаю с чем связано. индикатор задан через поверхность - вот и ошибки. Хз почему. Начальные условия коректно заданы хотя бы? Вышлю файл без всего, чисто шестерни и рабочая жидкость. Укажите на ошибки другие (если они есть)  
×
×
  • Create New...