Моделирование течения в трубе эллиптического сечения в ANSYS CFX
Автор: Suchasmall • Январь 16, 2019 • Практическая работа • 594 Слов (3 Страниц) • 558 Просмотры
Домашнее задание ANSYS CFX
Выполнила:
ФИО
Группа: Э9-13-М
Проверила:
Шарай Е.Ю.
Вариант №4
Дано:
p = 1060 [pic 1]
µ = Пас[pic 2][pic 3]
= 120 мкм[pic 4]
Тип течения – течение в эллиптической трубе
Модель многофазного течения – модель Эйлера
Характеристики течения:
- Ламинарное
- Стационарное
- Без учета тепловых процессов
- Дисперсная система – монодисперсная
Часть 1 – Однофазное течение
- Записать уравнение движения для заданного канала. Дать кратко описание течения и основные уравнения описания течения.
Течение в эллиптической трубе представляет собой ламинарное течение вязкой несжимаемой жидкости по цилиндрической трубе эллиптического сечения. Ось Оz направлена по оси трубы и поток направлен вдоль трубы, следовательно из трех компонент скорости остается продольная . Течение установившееся. Давление в эллиптической трубе должно уменьшаться вниз по течению ().[pic 5][pic 6]
Граничным условием при данном течении является обращения в ноль скорости на контуре нормального к оси эллиптической трубы сечения. [pic 7]
Так как сечением трубы является эллипс с полуосями a и b, уравнение которого в плоскости Oxy:
[pic 8]
то распределение скоростей в сечении эллиптической трубы будет иметь вид:
[pic 9],
где – перепад давления вдоль всей длины трубы[pic 10]
µ – динамическая вязкость жидкости
– длина трубы[pic 11]
a и b – полуоси эллипса
- Выбрать граничные условия.
Скорость должна удовлетворять уравнению распределения скоростей и граничному условию на контуре:[pic 12]
[pic 13]
- Вычислить по аналитическим зависимостям распределение скорости в поперечном сечении канала.
Пусть длинна исследуемой эллиптической трубы равно 2 м, а большая и малая полуоси сечения соответственно:
[pic 14]
Находим площадь поперечного сечения трубы и его периметр:
[pic 15]
Располагая значениями геометрических параметров сечения можно найти гидравлический диаметр, который равен отношению площади живого сечения к смоченному периметру:
[pic 16]
Так как падение давления на всем участке трубы постоянно и незначительно в следствие ее длины, зададимся ее значением равным 2 Па, тогда объемный секундный и массовый расход будут равны соответственно:
[pic 17]
Тогда распределение скоростей, удовлетворяющее граничному условию:
[pic 18]
Зная гидравлический диаметр и максимальную скорость течения жидкости в трубе можно найти число Рейнольдса для данного течения:
[pic 19]
Сравнивая полученное значение с критическим равным можно сделать вывод, что течение ламинарное. [pic 20]
- Построить расчетную сетку в двух вариантах – структурированную и неструктурированную с одинаковыми размерами конечных элементов. Указать получившееся количество ячеек для каждого случая.
Смоделируем в программном комплексе ANSYS CFX эллиптическую трубу с заданными параметрами и постоим ее сетчатую модель двух типов: структурированную (форма элементов Hex) и неструктурированную (форма элементов Tetra).
...