Течение в плоских трубках

[vl 327]

Добрый день, 

при расчетах радиаторов столкнулись с такой проблемой:

Считаем сопротивление плоских трубок -  ширина сечения канала 16 мм, высота 0.96 мм, длина 600 мм.

Число Рейнольдса - 12500

1. Сначала посчитали по формуле Петухова для расчета турбулентных течений, получили 150 кПа

2. Эксперимент при этом дает 17 кПа (вместе с сопротивление банок, которые дают 2-3 кПа) - в 10 раз меньше!

3. Начали разбираться, вроде бы в таких плоских трубках турбулентность наступает при больших числах Рейнольдса (так ли это?), и у нас оказывается ламинарное течение

4. Но по формуле для ламинарного течения имеем 6,5 кПа, что теперь уже сильно меньше эксперимента

 

Плюнули на формулы, решили посчитать в CFD

1. Считаем турбулентное течение (SST модель), получаем  39 кПа

2. Считаем ламинарное течение, получаем 11,5 кПа - вроде бы очень близко эксперименту

 

Но как оно на самом деле то? 

еще боюсь, что там какой либо переходной режим - на входе в трубку турбулентное течение, а потом переходит в ламинарное. 

И поэтому главный вопрос: как определить настоящее сопротивление?

Можно ли по формулам, можно ли в CFD - если да, то как? В какую сторону копать?

[IGL 8]

сделайте расчеты по формулам для нескольких режимов. точек пять- шесть (чем больше тем лучше). постройте кривую. потом сделайте эксперимент для этих же режимов. потом посчитайте в CFD эти же режимы. и тогда будет о чем говорить. об одной точке говорить нельзя. нужно все исходные данные знать чтобы что-либо советовать - от размера сетки до условий проведения эксперимента. А графики дадут хотя бы представление о физичности, полученных результатов.

[vl 327]

Эксперимент конкретно в этой трубке был только для одного потока жидкости.

Есть эксперименты, но для более коротких трубок - около 200 мм, там проблем с расчетом не возникло, по ф-ле Петухова все с достаточной точностью посчиталось.

Хотя запрошу, может будут и другие данные для других больших радиаторов.

 

Графики построить можно, но меня сейчас больше интересует - какая там вообще физика и можно ли ее считать аналитикой,  чем CFD расчет (это уже как крайняя мера или будет и так понятно, после понимания физики)

[Bonusfrag 104]

А еще результат будет зависеть от параметров на входе... Какая турб на входе в эксперименте? Как измеряли? Какие параметры на входе заложили в CFD?

[IGL 8]

Петухов когда свою формулу делал наверняка провел кучу экспериментов. У этой формулы есть границы применимости. Что сам Петухов говорит о применении своей формулы к таким плоским трубкам? CFD расчет не панацея, там что заложишь, то и получишь. Иногда проще и быстрее сделать серию экспериментов , чем настраивать модели в CFD расчете

[vl 327]

У этой формулы есть границы применимости. Что сам Петухов говорит о применении своей формулы к таким плоским трубкам?

 

По границам применимости (число Прандтля и Рейнольдса) все в порядке, формула подходит. Другое дело, что при данном Re у нас должно быть турбулентное течение. А его похоже здесь нет.

Про применение формулы для таких плоских трубок он вряд ли что-то говорил, так как в те времена для теплообменников использовали круглые трубки

Так что здесь большой вопрос - какую формулу использовать для данного случая.

CFD расчет не панацея, там что заложишь, то и получишь

Вот именно, поэтому толку от CFD расчета нет, без понимания физики. Выше я показал, что в зависимости от параметров турбулентности сопротивление в CFD расчете меняется (это понятно и логично). 

Какая турб на входе в эксперименте? Как измеряли?

Не известно, ибо никак не измеряли.

Это обычный автомобильный радиатор. На входе патрубок, потом банка, потом трубки, потом снова банка и выходной патрубок.

Насос гонит заданный поток, датчик измеряет давление. Вот и весь эксперимент в гидравлической части.

Так что реальная турбулентность на входе неизвестна.

Можно попробовать задать исходя из гидравлического диаметра и скорости потока. Но опять же, это будет CFD решение, будет ли физично?

 

Но судя по предложениям, мы все же имеем турбулентный поток здесь, просто интенсивность турбулентности низкая. Так? 

[an_rushin 128]

интересно, какая мотивация у вас считать SST, ведь скорость охладителя в трубках сравнительно невелика? какое разрешение сетки? сетка, думаю, структурированная? каков у+, близок к 1? задаете ли верные граничные условия и считаете ли полный радиатор? возможно, вопросы несколько наивны, но насколько вы написали...

я бы уплотнил сетку, насколько возможно и считал ламинарно, т.е. "как-будто" DNS. результаты вас удивят

[a_schelyaev 367]

Я бы тоже в DNS режиме прогнал несколько сеток и посмотрел на характеристику.