Теплообмен в пористых доменах.

[Nikdun 1]

Зачем тогда вообще ансис? На бумажке можно прикинуть. ТС даже список литературы привел.

 

ANSYS это продолжение руки, а не замена мозгов.

Такой мощный калькулятор с библиотекой.  

Вернемся к началу. У классиков теплообмена и газодинамики, на работах которых и построены некоторые алгоритмы расчетов ANSYS, считают, что для определения потерь давления и динамики температуры достаточно таких характеристик пористого тела (в данном случае - насадки регенеративного теплообменника) как пористости и удельной площади поверхности засыпки. ANSYS CFX  просит еще и коэффициенты сопротивления и теплопередачи. Как их перенести из исходных данных в результаты расчета? Если для данной задачи и в рамках этой программы это возможно - то как? Если не знаете не пишите. А вырисовывать и просчитывать шарики в ANSYS это извращение. Этим занимались еще в XIX веке, причем сравнивали с экспериментом, и вполне успешно. Создали эмпирические и критериальные уравнения, на которых построено половина ANSYSа.

для любопытных и забывчивых выдержка из книжки стр.45: Кстати, там же о продувке шариков.

Аэров М.3,Тодес О.М, Наринский Д.А. Аппараты со стационарным зернистым слоем Гидравлические и тепловые основы работы. Л. Химия,1979.176 с.

 

Изменено 18 мая 2015 пользователем Nikdun

[kristeen 355]

У меня впечатление, что мы ходим кругами. Либо Вы меня понять не хотите, либо сами не хотите быть понятым.

 

В литературе, список которой Вы привели, коэф. теплоотдачи насадка-жидкость вычисляется через эмпирические формулы, разные для разных насадок, теплоносителей, условий. И чтобы рассчитать температуру теплоносителя после прохождения "пористого тела", Вам тоже придется сначала рассчитать коэф. теплоотдачи. Либо, если из эксперимента известны начальная и конечная температура теплоносителя, за несколько расчетов подобрать этот коэффициент (аналогично можно поступить и в ансисе).

 

Чтобы HTC был результатом расчета, придется подробно смоделировать геометрию пористого тела. Потом, задавшись площадью внутренней поверхности, найти эквивалентный "объемный" коэф. теплоотдачи. Т.е. точно так же, как Вы получили бы его из натурного эксперимента.

 

В CFX можно задать значение коэф. теплоотдачи формулой, например, из той же литературы. Но тогда это будет подпадать под способ "угадать коэффициент теплоотдачи".

 

****

 

В CFX есть эмпирика, но совсем иного характера, чем та, которую Вы имели ввиду, упоминая расчет шариков. В основном она касается моделей турбулентности и пристеночного слоя жидкости.

 

Но чтотт есть ощущение, что и в этот раз Вы меня не поймете..

[MotorManiac 130]

Так шарики это не насадка ) я так и не понял как теплообмен считать. Где характеристики теплообмена брать для насыпухи ?)

[Nikdun 1]

У меня впечатление, что мы ходим кругами

Вы почти правы. В частности мне стал не понятен  термин  "пористый домен". Тем более, что есть возможность вообще исключить Solid из домена.

Правда, чем этот домен станет с физической точки зрения непонятно, но какой то расчет выполнить можно.  Еще бы понять чего. 

Но, согласитесь, что разработчики ANSYS могли бы предложить выбор: или подстановка уже известных коэффициентов, или исходных данных для их (коэффициентов) определения. По крайней мере из эмпирических формул. Кстати, такой корифей гидравлических сопротивлений, как Идельчик им хорошо знаком. С моей точки зрения, или модуль с пористыми доменами слегка не доработан, или я не знаю всех возможностей этого модуля. Поэтому и спросил у коллег. Похоже, такая задача ни перед кем не стояла. Жаль. Моделировать же каналы для протока газа из шариков и прочего бессмысленно, ибо точность расчета все равно не приблизится к 30% в силу используемых методов расчета ANSYS и методов их верификации. 

 

 

Так шарики это не насадка ) я так и не понял как теплообмен считать. Где характеристики теплообмена брать для насыпухи ?

Скачайте и почитайте: Аэров М.3,Тодес О.М, Наринский Д.А. Аппараты со стационарным зернистым слоем Гидравлические и тепловые основы работы. Л. Химия,1979.

Там все почти есть,  и как теплообмен считать, и какие характеристики нужны. Хорошо написано, потому, что тогда еще не было ANSYSa. Знание основ тепло и газодинамики ANSYS дополнить может, но не заменит. Шарики это типичная насадка. С точки зрения теплообмена. Много-много шариков - пористое тело, где поры - пространство между шариками. Или не так?

Изменено 18 мая 2015 пользователем Nikdun

[kristeen 355]

@@Nikdun, скажите, как рассчитать гидравлическое сопротивление канала, не задавая вязкость жидкости? Или как получить значение вязкости в результате расчета?

Это то, что Вы требуете от CFX или любого другого кода. Да, и на всякий: это аллегория.

 

 

Моделировать же каналы для протока газа из шариков и прочего бессмысленно, ибо точность расчета все равно не приблизится к 30% в силу используемых методов расчета ANSYS и методов их верификации.

Напоминаю, что это мнение человека, который не может разобраться с феноменом моделирования пористого тела.

[Nikdun 1]

скажите, как рассчитать гидравлическое сопротивление канала, не задавая вязкость жидкости? Или как получить значение вязкости в результате расчета? Это то, что Вы требуете от CFX или любого другого кода

Без задания вязкости жидкости расчет сопротивления канала невозможен, Получить значение вязкости в результате расчета возможно, методами молекулярных теорий. Но это уже совсем другая история. Напоминаю, что для расчета потерь давления в  пористом теле (в случае рассмотрения насадок теплообменника как пористого тела) необходимы, и в принципе достаточны такие параметры как удельная поверхность и  порозность. Дополнительно может быть шероховатость гранул. Характерный размер пор или гранул получается из соотношений объема и удельной поверхности. (по классическим методам расчета). Что не так? Параметры жидкости - это необходимые константы и не подлежащие обсуждению в этом вопросе. Слегка переформулируем проблему. Можно ли рассматривать проблему насадки теплообменника, или если хотите - объем засыпанный мелкими шариками,  как пористое тело? Ваше мнение и/или рекомендации?

Кстати о шариках. С них начинается любая классическая теория гидравлики и теплообмена в проницаемых слоях при продувке. Эти занимаются с XIIX века. Расчет таких задач в ANSYS это как зарядка для ума ради тренировки или попытка повторить путь изобретателя велосипеда, и к прикладным проблемам не имеет отношения.

Изменено 19 мая 2015 пользователем Nikdun

[kristeen 355]

Напоминаю, что для расчета потерь давления в  пористом теле (в случае рассмотрения насадок теплообменника как пористого тела) необходимы, и в принципе достаточны такие параметры как удельная поверхность и  порозность

Напоминаю, что это лишь Ваша точка зрения. В соответствии с ней получается, что пористые тела с одинаковой порозностью и удельной поверхностью обязаны обладать одинаковым гидравлическим сопротивлением. Ортотропность свойств с негодованием отметается.

 

Дальше продолжайте дискуссию на ансис клабе или с местными аксакалами.

[MotorManiac 130]

Адский троль какой то ( ф топку

[Nikdun 1]

В конце концов все получилось. Если кому-то надо, можно взять книжку "M. Kaviany.  Principles of Heat Transfer in Porous Media. Department of Mechanical Engineering аnd Applied Mechanics, the University of Michigan © 1991 Springer-Verlag New York Inc. Softcover reprint ofthe hardcover 1st edition 1991" и используя формулы 2.28, 2.58 можно посчитать коэффициенты проницаемости и коэффициент гидравлических потерь, зависящие только от порозности, гидравлического диаметра и коэффициента формы. Вязкость и плотность ANSYSу известны. Только повнимательней с коэффициентами. Если сравнивать ANSYS help (ANSYS CFX-Solver Theory Guide, 1.8.1.1. Isotropic Loss Model) и вышеуказанные формулы, то у ANSYSа двоечка лишняя или наоборот у Кавиани не хватает. Совпадение расчетов ANSYS с результатами натурных измерений (из опубликованных) – до 10%. А для шариков можно взять уравнение Эргуна из Википедии, вместо вырисовывания геометрии проточной части пористого тела. Вот как-то так...... Ansys мозги не заменяет, а дополняет. Приходится и гидравлику и теплотехнику доучивать. 

Изменено 21 июня 2015 пользователем Nikdun

[IGL 8]

Спасибо за то что рассказали как решили проблему . Многим это решение будет полезным хотя бы в качестве первого приближения.

[insun@ukr.net 0]

В 21.06.2015 в 14:27, Nikdun сказал:

В конце концов все получилось. Если кому-то надо, можно взять книжку "M. Kaviany.  Principles of Heat Transfer in Porous Media. Department of Mechanical Engineering аnd Applied Mechanics, the University of Michigan © 1991 Springer-Verlag New York Inc. Softcover reprint ofthe hardcover 1st edition 1991" и используя формулы 2.28, 2.58 можно посчитать коэффициенты проницаемости и коэффициент гидравлических потерь, зависящие только от порозности, гидравлического диаметра и коэффициента формы. Вязкость и плотность ANSYSу известны. Только повнимательней с коэффициентами. Если сравнивать ANSYS help (ANSYS CFX-Solver Theory Guide, 1.8.1.1. Isotropic Loss Model) и вышеуказанные формулы, то у ANSYSа двоечка лишняя или наоборот у Кавиани не хватает. Совпадение расчетов ANSYS с результатами натурных измерений (из опубликованных) – до 10%. А для шариков можно взять уравнение Эргуна из Википедии, вместо вырисовывания геометрии проточной части пористого тела. Вот как-то так...... Ansys мозги не заменяет, а дополняет. Приходится и гидравлику и теплотехнику доучивать. 

Здравствуйте, спасибо за книгу! как раз то, что нужно. С уважением, Инна