Нагрев (нестационарный процесс)

[Ivian 0]

Доброго времени суток!

Добрался до весьма интересного приложения - Flow Simulation и активно стараюсь в нем разобраться, но столкнулся с проблемой, которую не могу выявить через мануалы.

 

Собственно немного о задаче. Имеется металлический осесимметричный кожух печи, внутри него имеется 3-х слойная футеровка (теплоизоляция): магнезитовый кирпич, шамотный кирпич и асбокартон. Ось вращения кожуха располагается горизонтально, т.е. мы имеем некую бочку с футеровкой, внутри которой происходит перемешивание расплава. Модель приложил (но не уверен, приложился ли проект FS).

 

Что я делаю:

- Выбираю теплопроводность в твердых телах, излучение, гравитацию и зависящий от времени процесс, расчет внешний. Вращением пренебрегаем. Параметры по умолчанию. Среда - воздух.

- Задаю материалы твердых тел. Параметры несколько приблеженные, но не критично.

- Задаю источник тепла (Heat sources) в виде расплава железа с температурой 1650*С.

- Задаю степень черноты поверхностей (выбираю объемные тела) - Radiative Surface.

- Задаю параметры сетки. Общая сетка грубая и точная сетка для определенных тел.

- В Calculation control option задаю лишь финиш по физическому времени - 40мин. В дополнительных настройках выбираю шаг времени 10сек (брал от 1 до 10 сек)

 

Что происходит:

- Создается сетка. На вид приятная и точная на переходных зонах материалов.

- Начинается расчет и тут все, приехали. Первые 6-7 итераций проходят спокойно, характер нагрева визуально правдивый. Но дальше начинается неконтролимое завышение температуры по границам материалов (с внутренней стороны) до огромных степеней. Пробовал "играть" сеткой, менять шаг итераций, свойства материалов, но все равно результат был одинаков. Ради интереса поставил шаг итерации автоматическим (~0.5e-5мин) и оставил расчет на выходные. Расчет закончился за 22 часа, количество итераций 2738, но время процесса в результате было указано (Physical time) - 1.07мин. Хотя сами результаты были похожи на правду (отчет прилагаю). В стационарном процессе, само-собой, таких проблем нет, но и результаты там несколько не те.

 

В чем возникает проблема? Что я делаю не так (надеюсь не все)?

 

Модель: http://fileland.ru/file_id-261674   Пароль на ссылку и архив: qwerty

 

Отчет: Отчет.zip

[MotorManiac 130]

А что пытаетесь посчитать ? я так и не понял ) 

[Ivian 0]

Виноват, что-то я забыл упомянуть. Пытаюсь посчитать распределение температуры через определенное количество времени (20, 30, 45мин) с начала нагрева.

[MotorManiac 130]

Считайте только внутреннюю задачу тогда. PS а зачем ? )

[Ivian 0]

Если я буду считать внутреннюю задачу, то будет ли учитываться теплоотдача с поверхности кожуха? Логично, что да, но лучше уточню. Это пока базовая модель, потом хотелось бы изменить набор футеровки и добавить принудительное воздушное охлаждение.

 

Затем, что бы быть уверенным, что эта бочка не будет иметь 300 градусов на поверхности, которая имеется при стационарном режиме. Если она все равно будет на столько прогреваться, значит придется придумывать велосипед, чего очень не хотелось бы

[MotorManiac 130]

значит придется придумывать велосипед

 

 

:)

[Ivian 0]

Эх, все так плохо? =)

 

Пойду пока проверять внутреннюю задачу.

[Ivian 0]

При расчете внутренней задачи возникает такая же проблема - образуется локальный перегрев итерации на 10-12.

При этом не получается задать переменную теплоотдачу конвекцией для внешнего слоя, т.к. нет зависимости альфы от температуры. Через контрольную точку тоже не получается. Не могу разобраться с этим. Ладно, задал постоянную альфу, что бы проверить саму идею, но все равно расчет вылетает. Задача то не сложная с точки зрения геометрии или граничных условий.

 

Сам источник тепла задал на внутренней стенке футеровки через тепловой поток.

[MotorManiac 130]

Сам источник тепла задал на внутренней стенке футеровки через тепловой поток.

 

Может просто фиксированную Т задать ?......... 

[Ivian 0]

Пробовал задавать температуру и через Volume Sources (задавал температуру расплава) и даже просто температуру внутренней стенки через Boundary Conditions. В первом случае опять начинается неконтролируемое повышение температуры, а во втором он ругается, может так и нельзя задавать. Пробовал даже задавать условие, что процесс идет исключительно в твердых телах, но не помогло. Все это возникает именно при использовании нестационарного процесса и изменении шага итерации в ручную.

 

Не ругайтесь на меня, я же пытаюсь разобраться, а не прошу вместо меня считать.

[Whiplash 0]

Я считал нечто подобное, только для стальковша.

Сетка у вас конечно мощная,для инженерных расчетов можно ее уменьшить на порядок,или даже на 2. Уменьшите расчетную область, уменьшите разряженность сетки,и будет у вас все сходиться.

Расплав как я понял вы задаете твердым телом, что конечно влияет на точность расчета теплопередачи:у вас это теплопроводность,а должна быть конвекция.

По идее нужно ограничивать расплав твердым телом,например шлаком, или делать крышку,но проще убрать его совсем,задать на стенке ГУ первого рода с постоянной температурой и не париться.

Что за печь у вас кстати?

[Ivian 0]

Я считал нечто подобное, только для стальковша.

Сетка у вас конечно мощная,для инженерных расчетов можно ее уменьшить на порядок,или даже на 2. Уменьшите расчетную область, уменьшите разряженность сетки,и будет у вас все сходиться.

Расплав как я понял вы задаете твердым телом, что конечно влияет на точность расчета теплопередачи:у вас это теплопроводность,а должна быть конвекция.

По идее нужно ограничивать расплав твердым телом,например шлаком, или делать крышку,но проще убрать его совсем,задать на стенке ГУ первого рода с постоянной температурой и не париться.

Что за печь у вас кстати?

 

Сейчас пришлось переключиться на другой проект, этот расчет пока приостановил, времени не хватает. Но обязательно попробую, как появится окно и сообщу о результатах.

Печь дуговая, для лаборатории.

[Naabym 0]

 

Я считал нечто подобное, только для стальковша.

Сетка у вас конечно мощная,для инженерных расчетов можно ее уменьшить на порядок,или даже на 2. Уменьшите расчетную область, уменьшите разряженность сетки,и будет у вас все сходиться.

Расплав как я понял вы задаете твердым телом, что конечно влияет на точность расчета теплопередачи:у вас это теплопроводность,а должна быть конвекция.

По идее нужно ограничивать расплав твердым телом,например шлаком, или делать крышку,но проще убрать его совсем,задать на стенке ГУ первого рода с постоянной температурой и не париться.

Что за печь у вас кстати?

 

Сейчас пришлось переключиться на другой проект, этот расчет пока приостановил, времени не хватает. Но обязательно попробую, как появится окно и сообщу о результатах.

Печь дуговая, для лаборатории.

 

Если в модели есть прямые углы попробуйте их  скруглить и заново запустить решение! И отписаться что получилось!