Процесс обжига в SolidWorks Flow Simulation

[Dd17 0]

Здравствуйте, необходимо смоделировать обжиг гипса во вращающемся барабане и получить изменение температуры в сечениях во времени. Значения температуры получаются более менее адекватными, однако значения времени огромны. К установившемуся значению температура приходит за несколько суток, а должны получиться часы, то есть размерность должна быть уменьшена в 100 раз. Поэтому у меня возникает вопрос может это ошибка в программе или я что то не так делаю? И еще 2 вопроса, нужно ли делать падение давления или можно оставить 1атм с обоих концов, и при расчете выпадают ошибки (мне сказали мол это ничего страшного) они допускаются или их не должно быть? И есть ли разница в том где мне задавать расход и давление на входе или на выходе.

Исходные данные: мощность горелки 3500 кВт; производительность дымососа 30000 м3/час (соответственно расход 8.3 м3/сек) и напором 300 кгс/м2; скорость вращения 2-5 об/мин.

Я смоделировал барабан как трехслойный цилиндр (корпус-сталь, футеровка-кирпич, материал-гипс). Обжиг беспламенный, горелку задавал поверхностным источником.

[Degen1103 25]

А воздух точно должен быть холодным?...

[Dd17 0]

А воздух точно должен быть холодным?...

Стоит инжекционная горелка, то есть воздух на горение подсасывается без предварительного нагрева непосредственно из цеха. Если смотреть температуру газа по длине, то в начале (1м от факела) она 505, а на выходе 179 градусов (на действующем предприятии 900 на входе и 180 на выходе). Если изменять температуру в граничных условиях или/и в начальных, то изменяется лишь установившееся значение, а время остается огромным.

[Blurp 1 678]

На действующем предприятии тоже гипс к футеровке прилипает?

[Dd17 0]

На действующем предприятии тоже гипс к футеровке прилипает?

Внутри барабана стоят лопатки. Куски гипса (40мм) поднимаются на некоторую высоту и ссыпаются т.о. гипс перемешивается.

[Blurp 1 678]

Чего как-то не видать у вас. Ну да ладно. Не суть. 

Вопросов может быть к вам много. Может быть они и поступят от расчетчиков.

Но у меня чисто праздный интерес.

Кому нужно это моделирование ради моделирования? Это диплом, курсовая?

Форумную коронку "зачем" не буду озвучивать. Но она подразумевается.

А там, глядишь, и еще несколько вопросов образуется.

[Blurp 1 678]

Эх... жаль. Думал, - у нас получится спринт "Вопрос-Ответ". Ну, нет-так нет.

Тогда единственное замечание в этой теме. Укажите ИМХО немаловажные геометрические характеристики печного агрегата.

Удачи!

[Dd17 0]

Чего как-то не видать у вас. Ну да ладно. Не суть. 

Вопросов может быть к вам много. Может быть они и поступят от расчетчиков.

Но у меня чисто праздный интерес.

Кому нужно это моделирование ради моделирования? Это диплом, курсовая?

Форумную коронку "зачем" не буду озвучивать. Но она подразумевается.

А там, глядишь, и еще несколько вопросов образуется.

Диссертация, необходимо автоматизировать процесс и модель очень сильно помогла бы. Плюс сейчас на заводе этим вопросом начинают заниматься т.к. у них стоит оборудование прошлого века, поэтому эта задачи носит как обучающее так и практическое значение. Геом. размеры следующие: барабан (корпус) 2.2на14м толщина 20мм; размеры футеровки не нашел, а на предприятии забыл спросить, поэтому принял аналогию с производства керамзита- 200мм; коэф заполнения 20% и произведя некоторые расчеты получил следующие значения диаметров (на рис). Горелка находится в топке, а в печь поступают дымовые газы, поэтому я так изобразил факел. Мощность прикладывается к показанной грани, которая обдувается воздухом и уже после начинается сам гипс.

[Blurp 1 678]

Раз практика, то можно побазарить.

За CAE и его адекватность не буду трындеть, в нём моя никак. Но вот интересно, что за автоматизация?

[Dd17 0]

Раз практика, то можно побазарить.

За CAE и его адекватность не буду трындеть, в нём моя никак. Но вот интересно, что за автоматизация?

марка гипса в целом зависит от температуры и длительности обработки, контролируя их можно добиваться желаемых свойств у получаемого материала. Вот я и хочу что бы оператор скажем нажал кнопку Г18 и система сама подобрала нужные параметры (скорость вращения, мощность горелки и т.п.) и поддерживала их значение в необходимом диапазоне для получения гипса марки Г18. Как-то так.

[Blurp 1 678]

@Dd17, Вряд ли. Но это исхожу сугубо из своего опыта работы дизайнером.

(Это местный юмор, не обращайте внимания)

Гораздо важнее ИМХО - эффективность работы оператора. Ну, или сплоченной бригады, обслуживающей агрегат.

А он (они) может работать эффективно только обладая необходимой информацией о ходе процесса. Сам этот процесс можно сколько угодно моделировать на компе, но это все равно будет от реальности крайне далеко.

Оператор должен рулить вентилятором горения. Вентилятором вспомогательного вторичного воздуха. Объёмом подаваемого топла. Следить за разряжением в агрегате, температурой газов на входе, на выходе. Температурой  продукта, падающего в холодильник. Температурой на выходе из оного. Температурой в электрофильтре, если оный имеется. Обороты печурки, напруга на моторчике. И желательно взвешивать камешки на входе. Ну, или как-то этот объем отслеживать.

Это навскидку.

Вот лучше о средствах эффективного адекватного цифрового контроля позаботиться. Для того, чтобы оператор смотрел на процесс широко открытыми глазами, а не при помощи послюнявленного пальца. Ну и качественный подбор исполнительных механизмов. Как-то шиберы, заслоночки, вентилёчки, дозаторы и др. Плюс тесный доброжелательный контакт с рабочим человеком, который лучше знает, что ему надо для хорошей работы.

Тогда и продукция должна по идее получше посыпаться. А нажал на кнопку - получил золото. Это алхимия.

ИМХО.

Изменено 23 января 2016 пользователем Blurp

[ccc44 53]

горелку задавал поверхностным источником

Где эта поверхность? Температура внешней поверхности печи у Вас задана 180°С, а воздух, протекающий внутри трубы имеет температуру 20°С. Похоже, что тепло у Вас идет от наружной стенки внутрь печи. 

[Dd17 0]

Где эта поверхность? Температура внешней поверхности печи у Вас задана 180°С, а воздух, протекающий внутри трубы имеет температуру 20°С. Похоже, что тепло у Вас идет от наружной стенки внутрь печи. 

поверхность обозначил на рисунке 4мя постами выше, где стрелка 3.5МВт именно к той грани и прикладываю мощность, пробовал прикладывать объемную мощность ко всему факелу (3.5МВт/объем печи) но получался полный бред (температура газа внутри в этом случаи по всей длине равнялась 22гр). А температуру стенки задал исходя из знания того, что температура корпуса печи 300-150 градусов при работе. Если менять значение температуры воздуха, то это влияет только на установившеюся температуру, а время приблизительно оставалось одинаковым. Была мысль о том, что я что-то напутал при задании термодинамических параметров гипсового камня, но делал эксперименты и с другими материала непосредственно из базы солидворкса и результаты практически идентичны. Поэтому у меня уже иссякло воображение, что можно еще поменять в настройках.

[ccc44 53]

Если менять значение температуры воздуха, то это влияет только на установившеюся температуру, а время приблизительно оставалось одинаковым.

 

Странно. Попробуйте не менять, а заново выполнить исследование. Числится такой грешок за FS.

Вот я прогнал слой " (гипса" (brickwork inner leaf) Вашей геометрии при температуре воздуха 150°С:

Видно, что за 3 часа он прогревается на 50°. Слева- внутренняя поверхность, справа - наружная.

А вот при 300°С:

Уже  110° за то же время

Изменено 23 января 2016 пользователем ccc44

[Blurp 1 678]

Кому я это писал?   Сам с себя угораю. 

Автор, но тебе все равно удачи! Но советовал бы подумать над использования Абакуса. Те, кто в SW считают, - у них фиговая автоматика получается. Те, кто Абакус вкурил, - вот те гипс отгружать не успевают, самых высоких марок.

Мдя....... "гипсовый циллиндрик", плят

[Dd17 0]

Странно. Попробуйте не менять, а заново выполнить исследование. Числится такой грешок за FS.

Вот я прогнал слой " (гипса" (brickwork inner leaf) Вашей геометрии при температуре воздуха 150°С:

 

Видно, что за 3 часа он прогревается на 50°. Слева- внутренняя поверхность, справа - наружная.

В какой версии работаете? Прогнал 2 раза и ничего не изменилось, только теперь приходит к 537 гр. Я так понимаю изменять температуру воздуха надо только в общих (начальных условиях) настройках или в граничных условиях тоже? И вот эту фразу немного не понял "brickwork inner leaf". Я был бы очень признателен если бы Вы скинули в лс свою модель.

Кому я это писал?   Сам с себя угораю. 

Автор, но тебе все равно удачи! Но советовал бы подумать над использования Абакуса. Те, кто в SW считают, - у них фиговая автоматика получается. Те, кто Абакус вкурил, - вот те гипс отгружать не успевают, самых высоких марок.

Мдя....... "гипсовый циллиндрик", плят

Возможно я немного не понятно написал, под автоматизацией и понимается что будут стоять датчики и по их показанием будет производиться управление оператором. Но для начала, как вы и написали, необходимо полное понимание процесса и в моем случае еще и его математическое описание. Что еще за абакус? можно полное правильное название, а то сейчас в яндексе чего только с таким названием не нашел=) А почему я работаю в SW, так потому что мне посоветовали, сам я тоже немного в растерянности где в какой программе лучше считать.

[ccc44 53]

Я так понимаю изменять температуру воздуха надо только в общих (начальных условиях) настройках или в граничных условиях тоже?

 

В общих граничных условиях задается только температура наружной стенки. Она у меня 20°С.

На входе задан расход (8,3 м^3/сек) и температура (150°, 300°), на выходе - давление среды (environtment) - нормальное атмосферное давление.

Я считал упрощенную модель - трубу с наружным диаметром 1760, внутренним 1574, длиной 14 м из материала со свойствами brickwork inner leaf - из базы SW. Вращение печи не учитывал - при такой скорости вращения оно мало влияет. Горазда большее значение имеет картина течения внутри печи - у Вас там какие-то лопатки. И в принципе, в FS вполне можно моделировать инжекцию струи. Коэффициент теплоотдачи от газа к стенке, который вычисляет FS очень сильно от этого зависит. А в первом приближении берите температуру факела и умножайте на к-т инжекции.

Считал в SW2013. 

гипс.zip