Flow Simulation. Отрицательное давление в трубке Вентури

[ccc44 53]

Насос для подачи жидкости использовался НЦ320. Трехплунжерный с диаметром плунжера 127 мм. Там номинальная подача - 6 л/с. Поэтому и давления на входе в конфузор такие.  А смущает аномальные значения давления - отрицательные. Наверное действительно выходом будет подбор граничных условий исходя из пока расчетов с помощью ур-я Бернулли.  Я так понимаю, ноль на графике, это касательно избыточного давления? Насчет двухфазных потоков, где-то я видеоролик видел, пока не разобрался, но автор утверждает, что можно посчитать.

 

 

Насос создает 60 атм. в камере нагнетания.  В струе даже полное давление намного меньше. Я ж Вам показал как нарисовать в SW FS струю. Вот попробовал сам примитивный насос изобразить:

Это грубо, навскидку. На 6 литров подаваемой воды он выбрасывает только 0,5л. Есть над чем подумать… Кавитация тут ни при чем.

К-т инжекции 0,3 - это что - на 0,3л подаваемой воды он выбрасывает 1л или как?

струйный насос.zip

SW13

[Le_on 17]

60 атм. это перед конфузором. Проверял аналитически - все сходится. Конфузор есть дроссель и его проходное сечение и формирует величину давления перед ним при известной подаче.

Коэффициент инжекции 0,3 это значит на 10 литров подаваемой жидкости подтягивает три литра инжектированной жидкости и на выходе получается суммарный обьем в единицу времени - 13 литров.

Спасибо за модель. Есть немножко комментарии. Инжектированный поток формируется из отдельной емкости, в большинстве случаев там давление окружающей среды (но не обязательно).

[ccc44 53]

60 атм. это перед конфузором. Проверял аналитически - все сходится. Конфузор есть дроссель и его проходное сечение и формирует величину давления перед ним при известной подаче.

Аналитически при подаче 6л/сек  в сопле диаметром 50мм скоростной напор составит  8000Н/м^2. Хотелось бы глянуть на Ваш расчет. Камера смешения, судя по картинкам в интернете, может быть и без конфузора.

Я нарисовал простейший вариант, что б посмотреть работает ли струйный насос в FS вообще. Работает, к-т инжекции 0,1. Вы можете полностью повторить Вашу конструкцию. Только учтите, что тип анализа "внутреннее течение" для этого расчета непригоден.

[Degen1103 25]

Конфузор есть дроссель

 

Это совершенно не так.

Пожалуйста, разберитесь для начала с тем, что такое полное и статическое давление (т.е. с уравнением Бернулли), а также с отношением площадей эжектора (т.е. уравнением импульсов) и с известными характеристиками водоструйных аппаратов (т.е. зависимостями коэффициента эжекции от отношения площадей и иных параметров при различных отношениях давлений). Это займёт гораздо меньше времени, чем попытки моделировать непонятный процесс.

Изменено 18 января 2015 пользователем Degen1103

[ccc44 53]

Пожалуйста, разберитесь для начала с тем, что такое полное и статическое давление (т.е. с уравнением Бернулли)

Да, я не специалист. Опыт расчетов в SW FS у меня небольшой. Но вы тоже разберитесь, почему уравнение Бернулли не работает при задаваемых  Вами граничных условиях.

P. S. Еще хочу сказать, что пакет SW FlowSimulation (бывший FloWorks) - не лучший для специалиста по гидравлике. Советую освоить что-либо более серьезное…

[Degen1103 25]

Я отвечал не Вам, а автору. Если ему требуется решить практическую задачу - напр, увеличить коэффициент эжекции либо, наоборот, степень повышения давления - то лучше сначала разобраться с азами, чем тратить время на моделирование не пойми чего. Если же идёт изучение SWFS на этом примере - другое дело, но разобраться с одномерной моделью всё равно надо  

 

Вот картинка для осмысления. Это если эжектируемая среда - вода. Если струйник нужен, напр, для создания вакуума, то характеристики другие, хотя общая идея та же.

 

Изменено 18 января 2015 пользователем Degen1103

[ccc44 53]

Я отвечал не Вам, а автору. 

 

 

 

Извиняюсь, я не понял. Думал пишу автору. Он по-моему достаточно подробно описал цель исследования - насос для откачки воды из нефтяной скважины. Поэтому там статическое давление 60атм - достаточное, что б поднять воду на высоту полкилометра.

SW FS при всех своих недостатках (например отсутствие расчета осесимметричного течения) все же позволяет смоделировать инжекцию (засос) жидкости в область пониженного статического давления. все беды автора в том, что он пытается получить результат в однофазной замкнутой области, даже не задумываясь о том как в ней оценить долю засасываемой жидкости. Зона пониженного статического давления возникает в откачиваемой жидкости на границе со струей. В самой струе статическое давление может быть любым, а перепад его на входе и выходе должен соответствовать гидравлическому сопротивлению тракта. Вот я хочу, что б автор зто понял. Если он владеет SW, то может проанализировать влияние геометрии на к-т  инжекции. Хотя бы на крупной сетке - для ускорения времени расчетов. Это можно сделать и в 2D постановке - еще на порядок быстрее. 

[Bonusfrag 104]

(например отсутствие расчета осесимметричного течения) 

 

 

есть 2d расчет.

Если не подходит - берете 3D-расчет,и делаете тонкий сектор с двумя плоскостями симметрии. Вдоль z берете одну ячейку расчетную. Вот  получаете осесимметричное течение.

 

Единственное, чего нельзя посчитать в упрощенной постановке - это осесимметричное течение с закруткой потока.

[Le_on 17]

Можно вести дискуссию до бесконечности. Действительно много чего интересного, но сколько бы я по вашим советам не разбирался с уравнениями и определениями, Солид рассчитывает все так же)

Тот аппарат, при всех его недостатках, прекрасно работает в реальности. Забыл написать, что диаметр сопла 4 мм, а узкой части диффузора - 6 мм. Зазор - 4 мм.

Думал проверить степень разрежения в камере смешивания пока без подвода инжектируемого потока.

Вами предложенных вариантов более чем достаточно, есть над чем усиленно работать. Спасибо.

[Degen1103 25]

Если б Вы разобрались, как работает эжектор, солид Вам не потребовался бы.  

Или бы потребовался для осмысленной оптимизации конструкции - уточнения отношения площадей, расстояния от сопла до КС, относительной длины КС, степени диффузорности - вплоть до тонких эффектов, связанных с формой сопла и входом в КС. Здесь, конечно, возможности вычислительного эксперимента неоценимы!

 

Правда, применение поршневого насоса несколько смазывает картину. Насколько заметно пульсации меняют характеристику - трудно сказать. Зависит от их амплитуды. 

 

Масштабный фактор также может повлиять - слишком уж отличается размер Вашей лабораторной трубочки от промысловых аппаратов. Хотя Re высокие, разница в характеристиках может оказаться заметной - в том числе из-за различия оптимального расстояния от сопла до КС (т.е. особенностей обмена импульсами на начальном участке смешения и формирования исходного поля скоростей пассивной среды).

Изменено 19 января 2015 пользователем Degen1103

[ccc44 53]

Если не подходит - берете 3D-расчет,и делаете тонкий сектор с двумя плоскостями симметрии. Вдоль z берете одну ячейку расчетную. Вот  получаете осесимметричное течение.

 

Это можно назвать квазиосесимметричным. Истинная осевая симметрия невозможна уже потому, что все расчетные ячейки имеют форму параллелепипеда.

Забыл написать, что диаметр сопла 4 мм, а узкой части диффузора - 6 мм. Зазор - 4 мм.

Как далеко Вы ушли от трубки Вентури… 

[ccc44 53]

Вот линии тока более наглядно:

[Bonusfrag 104]

ну исходно это параллелепипед. но при отсечении геометрией ячейка становится трапецией. При малом угле сектора этого достаточно.

 

Или вы хотите сказать, что есть продукты, в которых у этой трапеции еще будет кривое верхнее и нижнее основание???

 

 

 

Это можно назвать квазиосесимметричным. Истинная осевая симметрия невозможна уже потому, что все расчетные ячейки имеют форму параллелепипеда.

[ccc44 53]

ну исходно это параллелепипед. но при отсечении геометрией ячейка становится трапецией. При малом угле сектора этого достаточно.

 

 

Ячейка трапецией не становится. Домен остается прямоугольным. Смешанная ячейка на границе тв. тела разбивается на две трапеции:

В пакетах, где ячейка имеет тетраидальную форму (в том же SW Simulation) в интерфейсе есть специальная фишка "осевая симметрия", В SW FS - только "симметрия". Поэтому я сомневаюсь, хотя и пользуюсь…

[Bonusfrag 104]

 

ну исходно это параллелепипед. но при отсечении геометрией ячейка становится трапецией. При малом угле сектора этого достаточно.

 

 

Ячейка трапецией не становится. Домен остается прямоугольным. Смешанная ячейка на границе тв. тела разбивается на две трапеции:

осевая симметрия.png

В пакетах, где ячейка имеет тетраидальную форму (в том же SW Simulation) в интерфейсе есть специальная фишка "осевая симметрия", В SW FS - только "симметрия". Поэтому я сомневаюсь, хотя и пользуюсь…

 

это разве слой "сечение расчетной сетки"? Домен-то останется прямоугольным, но в SWFS ячейки отсекаются геометрией. 

Т.е. в данном случае будет 2 треугольника, а если обойтись без адаптации, то будет одна трапеция.

[ccc44 53]

это разве слой "сечение расчетной сетки"? Домен-то останется прямоугольным, но в SWFS ячейки отсекаются сеткой.  Т.е. в данном случае будет 2 треугольника, а если обойтись без адаптации, то будет одна трапеция.

Это базовая сетка, созданная FS, наложенная на сечение, которое предлагается считать вместо трубы. Причем тут адаптация? Мне кажется, тут слишком много произвола. Не факт, что течение в этом физическом секторе будет идентично течению в плоскости, проходящей через ось трубы. Даже при идеальной стенке.

[Bonusfrag 104]

Не факт, что течение в этом физическом секторе будет идентично течению в плоскости, проходящей через ось трубы. Даже при идеальной стенке.

 

при стремлении угла к нулю результат стремится к решению осесимметричной задачи.

 

Расчетная сетка, если всё поотключать лишнее, а базу сделать ручками, выглядит вот так:

Угол можно еще уменьшить.

 

надо учесть, что во всех пакетах геометрия из треугольников, поэтому если ваша труба имеет треульнички, эквивалентные одному градусу, то вот какой клин в 1 градус будет полностью идентичен трубе.

[nazar18 5]

Можно вести дискуссию до бесконечности. Действительно много чего интересного, но сколько бы я по вашим советам не разбирался с уравнениями и определениями, Солид рассчитывает все так же)

Тот аппарат, при всех его недостатках, прекрасно работает в реальности. Забыл написать, что диаметр сопла 4 мм, а узкой части диффузора - 6 мм. Зазор - 4 мм.

Думал проверить степень разрежения в камере смешивания пока без подвода инжектируемого потока.

Вами предложенных вариантов более чем достаточно, есть над чем усиленно работать. Спасибо.

 

Для того щоб не було відємного тиску, вам просто потрібно поставити галочку навпроти параметру Кавітація.

 

Изменено 30 марта 2016 пользователем nazar18

[rasta89 113]

Подскажите, решили ли вы проблему с отрицательным давлением в SWFS?

[karachun 2 038]

@rasta89 Описывайте свою задачу. Скорее всего дело в опорном давлении, как вот в этой теме.
https://cccp3d.ru/topic/148322-отрицательное-абсолютное-давление-при-обтекании-решетки/