1403 / 4 лабораторная работа (стр.45) вариант 19
.pdf
19. Чтобы сориентировать контур перпендикулярно камере, нажима-
ем ПКМ на свободный участок окна просмотра и выбираем Predefined Camera→View From +Z. Итоговое изображение размещается в центре ок-
на просмотра, как показано на рис. 18.
Рис. 18. Контур распределения скоростей внутри канала
20. Настроим описание нашего контура. Для этого перейдем в раздел
Default Legend View 1 
, созданный по умолчанию, и выставим настройки, представленные на рис. 19 и 20. После этого нажимаем Apply.
Рис. 19. Настройка положения описания контура
81
Рис. 20. Настройка внешнего вида описания контура
21. Полученное изображение контура распределения скоростей со-
храняется в отчет (рис. 21).
Рис. 21. Контур распределения скоростей
22. Создаем контур распределения полного давления (предварительно убрав галочку напротив контура скоростей в дереве проекта). Для этого повторяем операции 18–19, изменив при этом название контура на «Pressure 1», а напротив Variable выбрав Total Pressure. Настраивать описание контура в этот раз не нужно.
82
23. Готовое изображение контура распределения полного давления
(рис. 22) сохраняем в отчет.
Рис. 22. Контур распределения полного давления
24. Добавим линии течения. Для этого нажимаем на Streamline 
на панели инструментов (имя нового блока оставляем без изменений). В по-
явившемся окне настройки Streamline выбираем домен, поверхность начала движения и количество линий (рис. 23).
Рис. 23. Настройка линий скорости
83
25. Готовое изображение линий скорости (рис. 24) сохраняем в отчет.
Рис. 24. Линии скорости
Содержание отчета
1.Титульный лист.
2.Цель работы.
3.Описание работы.
4.Этапы выполнения работы.
5.Контур распределения скорости.
6.Контур распределения полного давления.
7.Линии скорости.
8.Вывод.
Контрольные вопросы
1.За что отвечает модуль ANSYS CFX?
2.Отличительные особенности ANSYS CFX.
3.Методика проведения газодинамического расчета.
4.Основные инструменты визуализации расчетов.
5.Методика работы в Post-процессоре.
6.Математическое обеспечение ANSYS CFX.
84
Лабораторная работа № 7 ТЕПЛОВОЙ АНАЛИЗ ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА
Цель работы
Приобретение студентами навыков использования программного ин-
струмента ANSYS – Fluid Flow (CFX) при проведении теплового анализа теплообменного аппарата.
Описание работы
Используя расчетный инструмент Fluid Flow (CFX), необходимо смоделировать теплообмен между двумя средами в теплообменном аппа-
рате (рис. 1) с известными: а) скоростью Va и температурой воздуха Та на входе; б) скоростью Vв и температурой воды на входе Тв (табл. 1). Грави-
тационными силами можно пренебречь. Материал трубы, в которой дви-
жется воздух, – медь. Внешней частью теплообменника в данной работе мы пренебрегаем для упрощения расчёта.
Рис. 1. Схема теплообменного аппарата
85
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
|
Исходные данные |
|
||
|
|
|
|
|
|
Вариант |
Скорость |
Скорость |
Температура |
Температура |
|
воды V1, м/с |
воздуха V2, м/с |
воды Т1, оС |
воздуха Т2, оС |
||
|
|||||
1 |
0.1 |
7 |
10 |
90 |
|
2 |
0.2 |
8 |
25 |
105 |
|
3 |
0.3 |
9 |
20 |
100 |
|
4 |
0.4 |
10 |
25 |
105 |
|
5 |
0.5 |
11 |
50 |
130 |
|
6 |
0.6 |
12 |
20 |
100 |
|
7 |
0.7 |
9 |
40 |
120 |
|
8 |
0.8 |
10 |
45 |
125 |
|
9 |
0.9 |
12 |
15 |
95 |
|
10 |
1 |
13 |
55 |
135 |
|
11 |
0.1 |
10 |
30 |
110 |
|
12 |
0.2 |
11 |
15 |
95 |
|
13 |
0.3 |
13 |
20 |
100 |
|
14 |
0.4 |
14 |
25 |
105 |
|
15 |
0.5 |
12 |
30 |
110 |
|
16 |
0.6 |
13 |
35 |
115 |
|
17 |
0.7 |
14 |
40 |
120 |
|
18 |
0.8 |
15 |
45 |
125 |
|
19 |
0.9 |
16 |
50 |
130 |
|
20 |
1 |
17 |
55 |
135 |
|
21 |
0.1 |
9 |
15 |
95 |
|
22 |
0.2 |
10 |
20 |
100 |
|
23 |
0.3 |
10 |
25 |
105 |
|
24 |
0.4 |
11 |
30 |
110 |
|
25 |
0.5 |
12 |
20 |
100 |
|
Порядок выполнения лабораторной работы
1. В рабочем окне Workbench выбираем расчетный блок Fluid Flow (CFX) (рис. 2) двойным нажатием ЛКМ.
Рис. 2. Выбор расчетного инструмента Fluid Flow (CFX)
86
2.Далее переходим в раздел Geometry 
для загрузки 3D-модели.
3.В открывшемся окне выбираем File→Import External Geometry File...
(рис. 3). После чего выбираем расчетную геометрию и нажимаем кнопку Открыть. Для того чтобы в окне просмотра отобразилась модель канала, необходимо нажать кнопку Generate на панели инструментов (рис. 4). После этого окно Geometry можно закрыть или свернуть.
Рис. 3. Импортирование геометрии
Рис. 4. 3D-модель канала в окне просмотра
4.Переходим в раздел Mesh 
в окне Workbench.
Воткрывшемся окне строим сетку (рис. 5).
87
Рис. 5. Окно Meshing
5. Теперь необходимо построить сеточную модель.
5.1. Общее качество сетки: используем команду в разделе Defaults окна настроек Defaults of Mesh→Relevance (фактор плотности сетки в данной работе оставим без изменения) и установим значение 10. Также изменим параметр Relevance Center (среднее значение фактора плотности сетки) и выставим значение Fine (мелкая сетка), как представлено на рис. 6.
Рис. 6. Задание общего качества конечных элементов
88
5.2. Пристеночное качество сетки водяного потока: в разделе Geometry скроем модель трубы, для этого выделим Solid трубы и нажмем кнопку F9. Далее нажимаем ПКМ на раздел Mesh и выбираем Insert→Inflation. В появившемся нижнем левом окне нажимаем на желтую ячейку No Selection (напротив Geometry) и выбираем модель водяной оболочки (рис. 7), после чего вместо No Selection появится кнопка Apply, на которую нужно нажать. Далее выделяем поверхность водяного потока на контакте с трубой и нажи-
маем No Selection (напротив Boundary)→Apply. Напротив Maximum Layers
выставляем значение 5, т. е. мы добавим 5 сеточных шагов от поверхности стенки.
Рис. 7. Задание параметров пристеночной сеточной модели
5.3. Пристеночное качество сетки воздушного потока: повторяем пункт 5.2 для воздушного потока.
5.4. Настройка сеточной модели трубы: скрываем кнопкой F9 модель воздушного и водяного потоков, после чего нажимаем ПКМ на Solid трубы и включаем видимость Show Body. После чего нажимаем ПКМ на Mesh и выбираем Insert→Face Meshing. Далее выделяем торцевые поверхности трубы (удерживая кнопку Ctrl) и задаем значение «3» напротив Internal number of Divisions, тем самым установив толщину трубы в три ячейки (рис. 8).
89
Рис. 8. Настройка сеточной модели трубы
5.5.После этого можно включить отображение всех элементов модели
вразделе Geometry, нажав кнопку Update 
на панели инструментов. Готовая сеточная модель теплообменного аппарта представлена на рис. 9. После этого окно Meshing можно закрыть или свернуть.
Рис. 9. Готовая сеточная модель теплообменного аппарата
6. Для перехода в расчетную модель запускаем раздел Setup
в окне Workbench.
7. В открывшемся окне (рис. 10) будет производиться задание граничных условий и параметров расчета.
90