Расчет гидроциклона

[Sk1lloK 0]

Добрый день уважаемые форумчане! Исследую зависимость диаметра сливного и питающего патрубков гидроциклона от диаметра цилиндрической части.

Столкнулся с одной неприятной проблемой. Задаю объемный расход на питающий патрубок(1), а на сливной патрубок(2) и песковый насадок - атмосферное давление. При увеличении сливного патрубка или питающего должно  происходить "перекрытие" одним другого(сливным питающим или наоборот). Из-за чего должно возрастать гидравлическое сопротивление. Однако этого не происходит или вообще давление на питающем патрубке падает.

Также если посмотреть траекторию потока, можно увидеть, что воздушный столб или вакуум, вообще не формируется.

Скорее всего разброс давления происходит из-за отсутствия воздушного столба. Сломал уже всю голову.При повышении диаметра питающего патрубка, сливной постоянный, в какой то момент должно произойти перекрытие питающим патрубком, чем последует повышение давление. Но оно падает.

Помогите люди добрые разобраться с проблемой))) Как во FlowSimulation активировать функцию, чтобы появился воздушный столб или же этот метод не заложен в модуль?

Извиняюсь, если что-то написал не научно. Студент.

[Degen1103 25]

Поясните, пжл, что такое воздушный столб и перекрытие?

[Sk1lloK 0]

Вследствие значительных окружных скоростей потока вдоль оси гидроциклона образуется воздушный столб, давление в котором меньше атмосферного. 

 

Перекрытие. Когда диаметр сливного патрубка закрывает сечение питающего патрубка.

 

 

[ILL 241]

Гидроциклон спокойно считается без FlowSimulation

[danzas 103]

Начните с заведомо простых условий:

1. Сделайте геометрию  циклона, как на рисунке с четырьмя разрезами.

2. Расход в питающем патрубке начните с малых значений, постепенно пошагово увеличивая.

3. Выполните представление результатов линий тока по секущей плоскости через осевую линию.

[danzas 103]

Отмоделил и посчитал на скорую руку.

Считаю, что качественно физическую картину рассчитывает верно.

Видно внутренний столб, только он изогнут.

Скорость на входе 20 м/с, патрубок D80.

Воздушный столб отлично воспроизводится, просто он не столь идеален,

как на ваших рисунках, которые в 60-е годы отрисовывали от руки.

Изменено 24 марта 2016 пользователем danzas

[Sk1lloK 0]

Гидроциклон спокойно считается без FlowSimulation

Ну и как же? Если же считать вручную давление, то там в формулах проскочат коэффициенты зависимости сливного/питающего патрубка от диаметра цилиндрической части. А я как раз и занимаюсь изучением давлением на питающем патрубке в зависимости от этих коэффициентов.

Начните с заведомо простых условий:

1. Сделайте геометрию  циклона, как на рисунке с четырьмя разрезами.

2. Расход в питающем патрубке начните с малых значений, постепенно пошагово увеличивая.

3. Выполните представление результатов линий тока по секущей плоскости через осевую линию.

1. Гидроциклон использую типоразмерный, который используется на производстве.

2. Расходы для него даны.

 

Отмоделил и посчитал на скорую руку.

Считаю, что качественно физическую картину рассчитывает верно.

Видно внутренний столб, только он изогнут.

Скорость на входе 20 м/с, патрубок D80.

Воздушный столб отлично воспроизводится, просто он не столь идеален,

как на ваших рисунках, которые в 60-е годы отрисовывали от руки.

Опыты на "прозрачном" гидроциклоне хорошо показывают как раз эти потоки.  Не буду спорить. Мне очень интересно: почему на последнем графике давление-диаметр питающего патрубка, давление продолжает падать, если опыты на реальной установке, а также расчеты, указывают на то, что оно должно расти.

Может быть ошибка версии? Солид 2014 года.

[ILL 241]

Ну и как же?

 

Ну я лично их не считал, этим у нас научные сотрудники занимаются.. Я только рабочие чертежи для их изготовления делаю..

 

Впрочем, все есть в Великом и Могучем Тырьнете:

 

https://www.yandex.ru/yandsearch?clid=9582&text=%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%87%D0%B5%D1%82%20%D0%B3%D0%B8%D0%B4%D1%80%D0%BE%D1%86%D0%B8%D0%BA%D0%BB%D0%BE%D0%BD%D0%B0&redircnt=1458884098.1

[danzas 103]

Опыты на "прозрачном" гидроциклоне хорошо показывают как раз эти потоки.  Не буду спорить. Мне очень интересно: почему на последнем графике давление-диаметр питающего патрубка, давление продолжает падать, если опыты на реальной установке, а также расчеты, указывают на то, что оно должно расти.

Может быть ошибка версии? Солид 2014 года.

Про ошибку версии забудьте.

Про какое давление вы говорите: полное, статическое, динамическое?

Да, и самое главное, что подается воздух или жидкость?!!

У меня-то отмоделено для воздуха...

[Sk1lloK 0]

Про ошибку версии забудьте.

Про какое давление вы говорите: полное, статическое, динамическое?

Да, и самое главное, что подается воздух или жидкость?!!

У меня-то отмоделено для воздуха...

Полное давление. Естественно жидкость, в моем случае вода.

[danzas 103]

Полное давление. Естественно жидкость, в моем случае вода.

Помоделил с водой. Столб рассчитывается, видно, что он более устойчив.

Видна даже зона раздела течения в этом столбе вверх и вниз.

По эскизу (голубая горизонтальная линия) рассчитывается давление,

разряжение насчитывает, отражено на графике. За точность ничего не скажу.

Образование воздушного столба или полости - подобие вакуума

FlowSimulation не рассчитает, поскольку не работает со свободной поверхностью жидкости.

Скорость воды во входном патрубке - 2 м/с.

[Sk1lloK 0]

Про вакуум понял. Спасибо. Какие задавали условия в проекте? На сливной патрубок и песковый насадок атмосферное давление? Гравитацию пробовал включать, ничего даже не поменялось в результатах. И остался один вопрос: почему при увеличении диаметра питающего патрубка(мой последний график) давление не повышается, а падает? Мб условия не правильные задаю. Расход стандартный беру для этого гидроциклона.

[danzas 103]

Гравитацию для случая сепарации твердых частиц включать обязательно.

Иначе они полетят у вас в обе стороны.

На патрубках давление атмосферное.

Вы изменяете диаметр входного патрубка,

как при этом вы задаете расход на входном патрубке - массовый или по скорости?

Уже понял, вы задаете расход по объему - значит при увеличении диаметра

входного патрубка при том же самом расходе, скорость входного потока будет уменьшаться пропорционально квадрату диаметра. Уверен, что именно в этом все дело.

Задавайте скорость на входе в равных значениях в м/с.

Изменено 25 марта 2016 пользователем danzas

[Sk1lloK 0]

Задаю объемные расходы от 0.0012 m^3/s до 0.0016 m^3/s. Попробую ваш совет.

[piden 2 874]

Задаю объемные расходы от 0.0012 m^3/s до 0.0016 m^3/s

А диаметр какие размеры входного патрубка и циклона вообще? Скорость с такими расходами оценивали?

[danzas 103]

Задаю объемные расходы от 0.0012 m^3/s до 0.0016 m^3/s. Попробую ваш совет.

Вам необходимо пересчитать расходы таким образом,

чтобы скорость в м/с была одинаковой для разных диаметров,

это принципиально важно!

[Sk1lloK 0]

А диаметр какие размеры входного патрубка и циклона вообще? Скорость с такими расходами оценивали?

Диаметр цилиндрической части 50 мм, сливного патрубка беру от 15 до 40 мм, питающего патрубка от 10 до 20 мм. Скорость не оценивал.

[danzas 103]

 Скорость не оценивал.

В смысле не оценивали?!!!

У вас разные линейные скорости на входном патрубке и вы собираетесь

проводить какие-либо сравнительные построения?!!

Ну тогда вы не понимаете физики процесса ...

[Degen1103 25]

Верно ли я понимаю, что рассчитывается течение со свободной границей на поверхности воздушного столба? По силам ли такая задача FS?

[a_schelyaev 366]

Верно понимаете. В FS воде модели VoFа нет, а без нее тут никак.