Массовый расход выходит за пределы кривой вентилятора

[elnino 15]

Здравствуйте.

На форуме несколько раз вскользь поднималась эта тема, но решения так никто и не дал или варианты решения не работают для моего случая.

Задача:

Показать содержимое  

Hide  

В одном контуре теплообменника задаю на входе "входной вентилятор" (насос, т.к. среда - вода) с кривой объемного расхода и на выходе "полное давление" 200000 Па.

Требуется найти установившийся расход через контур и потери давления в контуре.

Как задаются параметры вентилятора (насоса) показано ниже.

Показать содержимое  

Hide  

В результате вылезает ошибка "Массовый расход выходит за пределы кривой вентилятора" и действительно расход выше, чем максимальный расход насоса.

Показать содержимое  

Hide  

Ниже прикрепляю файл модели. Версия Flow Simulation 2016 SP 4.0. Build: 3501.

 

Проблема в том, что этот инструмент (вентилятор) вообще работает непонятным мне способом. В других расчетах, когда я действительно использую вентилятор для воздуха, хотя не всегда расход выходит за пределы графика, но цифра расхода всегда не соответствует давлению на графике. Не понятно как вообще считается расход на линии по какой формуле.

 

Что я пробовал:

1. Сначала прогонял с заданным расходом на входе (60м3/ч), потом считал с вентилятором, но брал предыдущие результаты расчета с фиксированным значением. Не помогло.

2. Задавал давление на выходе и как статическое, и как полное и как окружающей среды. Не помогло.

3. Убирал галочку характерной плотности у вентилятора. Не помогло.

4. Менял способ определения вентилятора все 3 варианта. Не помогло.

5. Мельчил сетку. Не помогло.

6. Игрался с кривой. Добавлял разные значения, чтобы график покрывал все значения давления и расхода от 0 до максимума. В графике выше добавлена последняя строчка. Не помогло.

 

Жду ваших предложений, очень хочется разобраться с этой темой, так как задача довольно распространенная.

 

Водный контур.SLDPRT

[MotorManiac 130]

А собственно. Вытекает из п.1 нельзя построить характеристику сети и наложить ее на  расходно-напорную кривую насоса ? возможно действительно насос не подходит к сети.

[an_rushin 128]

если вы напишете подробно условие задачи с указаниями, где и что входит и выходит, то я попробую решить задачу во флуенте или старе.

 

[elnino 15]

Я в общем разобрался.

Попробую небольшой мануал составить по вентиляторам.

1. Если давление ниже, последней точки графика, то солид достраивает теоретическую кривую и находит рабочую точку на теоретической кривой. Так же солид достраивает и в другую сторону, если в таблице нету точки напора при нулевой подаче.

2. Попытки ограничить максимальный расход провалились, потому что если цифры в таблице повторяются, то солид игнорирует строчку, достаточно изменить немного цифру расхода и получится ограничить, но смысла в этом нету, т.к. это не физично.

3. В настройках вентилятора галочку характерной плотности нужно убрать, проверено, что берется корректная плотность из заданной текучей среды.

4. Ставьте способ определения давления вентилятора - "полное давление".

5. Для входного и выходного вентилятора ставьте давление окружающей среды, то которое у вас на входе или выходе вентилятора соотвественно. Давление окружающей среды ставится абсолютное, т.е. для атмосферы 101325 Па, если находится вентилятор внутри разряженной области или области повышенного давления, то соотвественно отнимаете разрежение или прибавляете повышенное давление к атмосферному.

6. Поставьте цели определения полного давления на входе или выходе выходного и входного вентилятора соотвественно. Поставьте цель-выражение где будет отниматься замеренные значения полного давления на входе или выходе, в зависимости от типа вентилятора, и давление окружающей среды, которое вы поставили в настройках вентилятора.

7. Поставьте цель - объемный расход на входе или выходе вентилятора, в зависимости от типа вентилятора.

8. Цель-выражение перепада давления на вентиляторе - это и есть напор вентилятора и эта цифра должна биться с целью объемного расхода в соответствии с заданной кривой вентилятора.

9. Если цифры не бьются, то будет сообщение "Массовый расход выходит за пределы кривой вентилятора".

Если напор низкий, то солид достроит теоретическую кривую вентилятора и расход будет выше максимального, тогда нужно увеличить сопротивление на линии, чтобы попасть на кривую, желательно в рабочую точку, близкую к максимальному КПД, или заменить на вентилятор с меньшим напором.

Если напор высокий, то нужно либо уменьшать сопротивление на линии, либо заменить на вентилятор с большим напором.

10. Все это работает и для жидких сред, т.е. вентилятор превращается в насос.

11. Для газовых сред важным фактором является температура газа, от нее сильно зависит объемный расход. В параметрах вентилятора задается та температура, которая на входе входного вентилятора или на выходе выходного (для внутреннего вентилятора параметры окружающей среды не задаются). Если вентилятор гонит воздух из атмосферы в, скажем, печку, где есть источник тепла, то объемный расход на выходе из печки будет значительно выше, чем тот, который подается вентилятором.

Формула пересчета следующая: Q(t)=Q(0)*(1+t/273.16).

Бывает, нужно сразу подать подогретый воздух, для экономии вычислительных средств, обходя момент с нагревом воздуха после вентилятора, например в случае имитации факела горелки, тогда на входе вентилятора нужно задавать расход с поправкой на температуру, но учтите, что параметры расхода у вентилятора даны при 20 градусах цельсия, нужно сначала пересчитать расход при 0 градусов цельсия (Q(0)=Qзад/(1+20/273.16), а потом пересчитать при нужной температуре по формуле выше.

Если вы не хотите заморачиваться с расчетами, есть способ проще.

Задаете расход вентилятора при 20 градусах цельсия, а после вентилятора сразу же ставите перегородку, занимающую все сечение и длиной не менее 2 клеток сетки. Перегородку задаете как пористое тело со следующими параметрами:

Скрытый текст

 

Длина и площадь могут быть любыми, отличными от нуля.

Далее назначаете это тело как объемный источник тепла и задаете нужную температуру тела.

Газ будет проходить через такое пористое тело без помех и при этом разогреваться на заданную температуру и соотвественно расширяться.

Способ рабочий, проверенно не раз.

 

 

Изменено 20 февраля 2020 пользователем elnino

[an_rushin 128]

ну и чудно, значит, ничего нового в мире CFD :)))

 

[elnino 15]

Ну да, просто очень много вопросов ко многим пунктам этой программы, которые не раскрыты ни в хелпе, ни в мануалах, ни в роликах на ютубе. Хотя я уже наверное лет 5 не периодически работаю в этой программе, но вопросы все-равно остались. Надеюсь мой мануал будет полезен.

Изменено 28 февраля 2020 пользователем elnino