Расчет пористых тел с теплопроводным каркасом

[Евгений_Красноярск 0]

to Miki

Так я об этом же. Для теплотехнически толстых пористых тел смысла в приминении модели пористости в CFX нет. Но задачу мне решать надо и я не знаю как быть. Какой прием можно применить для этого?

[Антон Владимирович 0]

Это решение - похоже на Вашу задачу?

"Расчет реакторного блока Р11/1 установки И-7 для производства изобутана"

П.Е. Новосельцев, А.П. Скибин, М.Л. Федорова, А.С. Шадский, А.Н. Шакун.

<{POST_SNAPBACK}>

Не совсем. Я спросил про температуру каркаса, а в приведенном примере вообще не показана температура, ни в газе, ни в пористой среде, ни, тем более, в пористом каркасе. А как посчитать течение в пористой среде и так понятно. Важен сопряженный теплообмен.

свойства фильтра такие как теплопроводность или Ср задать низзя

не для этого сделана модель фильтра, а исключительно для задания в обьеме потерь давления по разным критериям.

или как по вашему cfx сможет определить коэф теплоотдачи внутри пористого тела если даже не знает из каких каналов оно состоит ? одной пористости для этого явно мало

<{POST_SNAPBACK}>

Хоть кто-то меня понял.

Для Евгений Павлов

Можно задать некую "эффективную теплопроводность" пористой среды в предположении равенства температур каркаса и насыщающего флюида. Тогда в уравнении пререноса энергии появляется дополнительный член(ы), которого нет в вашем описании.

У Fluent такой член имеется. Его также можно добавить как UDF (user defined function). Но такой член не решает проблемы прогрева в силу ограниченной применимости равновесного подхода, который годится лишь для достатачно "плотных" фильтров с развитой удельной поверхностью при умеренных скоростях фильтрации.

Изменено 15 марта 2006 пользователем Антон Владимирович

[SlavaCFD 0]

Этот расчёт легко выполнить в Стар СиДи. Задать объёмное сопртивление можно используя стандартные настройки пакета при помощи коэффициентов инерционного и вязкостного сопротивления, обратите внимание на размерности, разработчики пакета несколько иначе интерпретируют эти коэффицинты домножая их на плотность и вязкость.

Затем в томже геометрическом положение необходимо сгенерировать новую сетку, обозначть её как солид.

Теплообмен солид - флюид организуется через подпрограмму sorent путем организации массивы данных содержащего значения температуры жидкой и твердой фазы, обновляемые на каждой итерации, позводяющие рассчитать значения инсточниковых членов для уравнения энергии и теплопроводности задав коэффициенты S1 и S2.

Будут вопросы обращайтесь, легкая задачка.

[Miki 3]

что то слабо верится в простоту данного решения

как при таком подходе будет определяться локальные коэфф теплоотдачи ?

не имея внутренней геометрии пористого тела сие невозможно

[SlavaCFD 0]

Есть масса работ по пористуму охлаждению, общий вид зависимости для числа Нуссельта в пористом теле Nu=A(RePr)^n

коэффициент A принимает различные значения в зависимости от выбранного закона, степень n меняется в диапазоне 0.6 - 1.8, значения больше 1 -цы не реальные, а вот порядка 0.6 вполне,

посмотрите работы Поляева, Майорова, Сухова, там есть систематизированная таблица законов,

через Нуссель пересчитывается Alfa_V

[Антон Владимирович 0]

SlavaCFD

Большое спасибо за конкретный ответ.

[max760 0]

Мучался с той же проблеммой, хотелось задать пористую среду с учетом теплопроводности... Пришел к выводу, что в CFX-е это невозможно сделать (возможно если гранулы макроскопические, и в связке CFX и Ansys). Вообще если хочется учесть теплопроводность solid домена, то в CFX-е этого не сделать (только как источник тепла) :((, нужно скидывать в ANSYS M., а когда нестационар, неприятно ...

Попробовал это сделать в CFD-ACE, получилось без проблем, без написания дополнительных программ... С данной программой пока что в процессе знакомства, но радует она меня все больше и больше....

[Oleg007 0]

Моделирую поперечно-продольное обтекание трубного пучка с помощью пористого тела.

У меня возникли вопросы при задании сойств пористого тела:

1. Из приведенного в хелпе закона Дарси можно понять, что Loss Coefficient - коэффициент гидравлического сопротивления (пучка труб в данном случае) отнесённый на еденицу длины и его можно оценить по известным соотношениям, а вот что такое Permeability? Обуславливает вязкостное сопротивление? Как его оценить?

2. При использовании анизотропного сопротивления - Direction Loss(очевидно, что вдоль трубок сопротивление ниже, чем в поперечном направлении) необходимо задать направление streamwise, к примеру, в декартовых координатах. Тогда x=1 y=0 z=0 будет эквивалентно выбору streamwise вдоль оси x или что? В хелпе, к сожалению, ответа найти не удалось.

[SlavaCFD 0]

По поводу CFX вопрос повидимому. Это наверное к предидущему участнику больше, пористость в нем не считал. А вот по поповоду вязкостных потерь могу однозначно ответить: вязкостные потери и есть те самые потери в пористом теле, правда есть ещё инерционные - за счет поворотов потока в каналах и турбулентности (линейный и квадратичный члены уравнения Дарси, соответственно). А permeability - проницаемость, скорее всего просто пористость, необходима для расчёта коэффициентов этих потерь, домножаемых на скорость, например по зависимостям Эргуна.

[Grizz 1]

Пористость и проницаемость - разные вещи. Безусловно, проводились исследования, для того чтобы связать эти величины, но это удавалось только в самых простых случаях. Так,например, для горных пород эта связь сугубо эмпирическая.

Работая на макроуровне, т.е. при неизвестной геометрии порового пространства, Вы можете определить значение проницаемости только по справочным данным.

По известной геометрии( обтекание пучка труб) вы действительно можете рассчитать проницаемость и пористость, решив предварительно задачу решения ур. Навье-Стокса, тоько после этого этапа можно переходить к применению модели пористого тела.

[Oleg007 0]

Спасибо за ответы!

Про пористость в хелпе написано, что это отношение проходного объёма жидкости к полному объёму. Для пучка труб это считается из геометрии.

Кстати, используя пористость и коэф. гидр. сопр. (loss coef) удалось получить совпадение данных CFX и оценочных соотношений по гидр. напору для пучка труб! Однако, наблюдались макровихри в тубном пучке, что, как нам кажется, не физично.

При этом проницаемость просто не задавалась. Зачем она тогда нужна?