2. Выполнение расчета по заданным параметрам части трубопровода
Для части трубопровода с заданными геометрическими данными требуется провести расчет потерь на трение, и, используя полученные данные, оптимизировать геометрию трубы на меньшие потери.
Данные:
d=16
см, D=22
см, Q=20
,
L1=1
м, L2=1
м.
2.1 Построение геометрии в программе Gambit
1. Строим часть трубопровода по заданным геометрическим характеристикам.
Окно VERTEX CB, Shift+ЛКМ, вводим координаты, нажимаем Apply
(Рис. 1)
2. Соединяем точки линиями
Окно
EDGE
CB,
Shift+ЛКМ,
последовательно выбираем все точки,
жмем Apply
(Рис. 2)
3. Задаем вход и выход жидкости
Face CB, Shift+ЛКМ, выбираем нужную часть и необходимый параметр
(Рис. 3)
(Рис. 4)
(Рис. 5)
4. Строим сетку
GEOMETRY CB, Shift+ЛКМ, выбираем все грани в окне EDGES, жмем Apply.
MESH CB, Shift+ЛКМ, выбираем все грани, жмем Apply.
(Рис. 6)
(Рис. 7)
(Рис. 8)
(Рис. 9)
(Рис. 10)
Cохраняем файл File – Export - Mesh и включаем режим 2D.
Геометрию – построили, открываем Fluent.
(Рис. 11)
2. 2. Построение модели во Fluent
1. Открываем сохраненный файл FILE-READ-MESH и выбираем нашу геометрию.
Сразу же меняем 2D Space на Axisymmetric.
(Рис. 12)
2. Меняем режим Models – Viscous – k-epsilon ( 2 eqn).
(Рис. 13)
3. Нужно добавить воду в список используемых материалов.
Materials – Fluent Database – Выбираем предпоследние снизу характеристики – жмем Copy
(Рис. 14)
4. Нужно поменять используемый параметр (с воздуха на воду).
Cell Zone Condition – Выбираем fluid – Edit – Material name (выбираем Water-liquid).
(Рис. 15)
5. Задаем расход. Используя начальные данные, рассчитаем входную скорость флюида.
=
=0,995=1
(м/с). Вставляем полученное значение в
окошко Velocity
Magnitude.
(Рис. 16)
6. Solution Initialization - Initialize. Если не выдало ошибку, переходим к следующему пункту.
7. Run Calculation – Number of Integration, вводим 200, если расчеты не завершились, повторяем, пока не остановятся.
(Рис. 17)
8. Reports, Repors Type – Mass Weiqhted Average, Field Variable – Pressure, ниже Total Pressure, в списке выбираем Velocity_inlet, нажимаем Compute, получаем P1.
Далее так же, только отверстие выбираем Outflow. Получаем P2.
.
(Рис. 18)
9. Graphics and Animation – Counturs.
Выбираем там параметр Velocity – Stream Function, Display
(Рис. 19)
10. Необходимо получить координаты для построения граней новой трубы.
Surface – Point – Select Point with mouse, и не закрывая окна, щелкаем правой кнопкой мыши, вдоль самой ближней линии тока, записывая координаты. Нам нужно 8-10 штук
(Рис. 20)
(Рис. 21)
3. Построение второй, адаптированной модели трубопровода
Построение второй модели проходит аналогично первой, только точек для построения будет больше.
В
результате мы получим
Сравнив
Следовательно, оптимизация формы трубопровода значительно снизит потери.
4. Заключение
Проведя расчеты, мы выяснили, что оптимизация формы трубопровода снижает потери на трение и завихрения. Следовательно, данный вид расчетов позволяет нам улучшить пропускную способность трубопровода и снизить количество затрачиваемой энергии, что существенно снизит денежные затраты.