Очередные лекции в чатах:
Р: Во Flow simulation можно нормальный расход газа посчитать при заданном давлении и геометрии?
Или достаточно floxpress
Anton Vasiliev: вопрос не понят
Р: Расход потока где можно считать?
Как еще то сказать
Anton Vasiliev: ну может быть и там и там. зависит от задачи
Р: даны:геометрия, давление, среда
нужно: расход
Anton Vasiliev: одно давление не поможет - даже разница давлений на входе и выходе
для расхода - желательно иметь давление и скорость
Р: стоит баллон, октрывается кран. я знаю сечение и давление
давление идет в регулятор. нужно расход на выходе посчитать
Anton Vasiliev: я понял о чем Вы. но проблема в том что при разнице давлений можно получить не один расход. а кучу различных значений
Р: Я не знаю расход на входе и скорость.
Anton Vasiliev: в целом есть классические учебники которые дадут возможность это посчитать
Р: Теоретически скорость имеет зависимость от давления и сечения
Anton Vasiliev: это три взаимосвязанных компонента. в том то и проблема
когда вы определяете два - третье находится легко
когда определяете только одно - получаете набор решений
насколько я помню встроенными функциями св это не решается.
Р: бернулли, не?
Anton Vasiliev: если грубо то да. но бернули просто скажет вам соотношение давление и объема.
а там (в учебниках) есть формулы из гидравлики и пневматики, которые как раз для этого
Р: я ни разу не считал во flow, но осмелюсь догадаться, что программа должна посчитать скорость в зависимости от давления. если в нее загрузили Бернулли))
Anton Vasiliev: я вам выше написал. что посчитать то она посчитает. но там возможен не один ответ, который удовлетворит вашему условию
и совпадет ли то что будет в реалии и ваш результат - не всегда можно сказать уверенно
Р: навье стокса?) наверняка прога тоже ее знает))
Anton Vasiliev: да. флоэкспрес и воркс на навье стокса. но суть не в этом
именно навье стокса и не дает зараза возможности указывать лишь один тип граничных условий и радостно получать все остальное
Р: в общем xpress достаточно будет?)
Anton Vasiliev: пробуйте. если результат устроит - то все ок
Р: а как посоветуете посчитать нужные данные? входные
Р: вы вчера обещнулись что то по флоу)
Anton Vasiliev: Так. итого есть разница давлений. есть сечение. надо посчитать поток.
Если бы это была гидравлика, т.е. несжимаемая жидкость, то для нахождения и скорости и расхода -всего вполне достаточно
там классические формулы в стиле: вытекание-жидкости-из-сосуда
Anton Vasiliev: условно говоря давление можно пересчитать в высоту столба через "ро жэ аш" и все путем
Но с газом все сложнее. потому что газ сжат. и один и тот же объем воздуха может весить по разному при разных давлениях
вот тут можно вспомнить то самое уравнение бернули, которое говорит о том что произведение объема на давление для газа является величиной постоянной и идет оно как раз от массы :) точнее от закона сохранения массы
но!
в целом не для задачи статики (т.е. для процесса происходящего во времени, даже если он установившийся) у нас ситуация более сложная
те самые уравнения навье-стокса (которые не единственные для решения задачи газо-гидродинамики, но наиболее общеупотребимые) - составлены на законах сохранения: количества движения, энергии, массы
и связывают между собой следующие величины: скорость, давление, плотность, и как добавка: вязкость и температура
т.е. у нас есть переменные V +P+ro = const если "грубо"
либо в более полном варианте V+P+ro+mu+T = const (но это тоже упрощение для понимания)
Когда Вы решаете задачу газогидродинамики, у вас есть какое-то равновесное состояние, то, что я описал как "конст"
но это может быть достигнуто при очень разном сочетании параметров
Вы задаете граничные условия 1 и 2
если эти условия идут для разных компонент (1 для P, 2 для V, как пример), то подключаются те самые законы сохранения и у нас есть две разные точки в пространстве и мы можем четко вычислить, как между ними меняются компоненты
условно говоря у нас есть возможность через две точки провести прямую линию
Если же мы пытаемся задать одинаковые условия. то законы сохранения не могут отработать, потому что им нечего не с чем связывать
по итогу мы имеем две точки, но проводить мы будем через них окружность
и будет очень большое число окружностей, которое можно провести через две точки
это если очень грубо описать
Соответственно. те самые уравнения навье-стокса, которые есть в SolidWorks Simulation Flow и не дают нам корректно и единственным образом решить задачу для газодинамики.
вот пример расчета пневматики: https://pes-rus.ru/files/documents/catalog/10_Pneumatic_hydraulic_equipment/Pneumoequipment/Overview.PDF
нас там интересует формула с номером 1 (она там не первая, но первая пронумерованная)
и там есть четкая простая формула которая позволяет вычислить рабочий расход от разницы давлений
но только потому что "физика" дополнительно заложена через к-т С.
который определяет связь разницы давлений и расхода :)
описывая "пропускную способность" клапана и пр.
А этого к-та у нас то и нет :) Т.е. без физики, никуда..
НО! если в сердце дверь закрыта - надо в печень постучать (с)
Т.е. если нельзя посчитать какой будет расход при разнице давлений (потому что их может быть "несколько")
то можно пойти от обратного. Взять и выполнить серию расчетов с разным расходом. 1 условие - расход. 2 - давление
для каждого такого расчета вы получите давление на том же месте где задали расход
как итог у вас будет кривая расход/давление
и вы сможете вычислить точное значение для интересующей Вас разницы давлений
вотЬ!
Р: спасибо за столь объемный комментарий. еще не дочитал. касательно своей задачи я так понимаю могу провести два анализа. входное давление, геометрия, температура=const , выходное давление min и max. как считаете?
Anton Vasiliev: неть. :)
1. минимум 3 расчета для разных расходов
2. входной расход и выходное давление =0 (в смысле задаем на входе какой-то расход, а выходное давление = 0, смотрим давление на входе)
Р: и еще не нашел здесь анализ расхода. изучать долго. если кто подскажет,куда тыкнуть, буду благодарен
Anton Vasiliev: частицы это не то. Вам по идее нужен пункт поверхностные параметры
Р: не вижу объемного расхода
Anton Vasiliev: не картинка поверхности :) а поверхностные параметры:
вам нужна не картинка, а чтобы посчитало интегральную характеристику.
и тут в диалог врывается новое действующее лицо (за что ему отдельное спасибо) и беседа получает чуть другое направление
АК: клапаны определяются расходной характеристикой и KVS
KVS это объем воды температурой 20С в м3/ч проходящий через открытый клапан при перепаде в 1 бар
А расходная кривая это график изменения KV при открытии/закрытия клапана
Поэтому задаёте на входе 11 бар, на выходе 10 бар, и ставите 2 поверхностные цели объёмного расхода на заглушках (2 для контроля) и рассчитываете клапан
Расходную характеристику считаете через параметрическое исследование поднимая шток с планшетом на 1/10 на каждом этапе исследования, потом на графике смотрите как оно выходит, и потом корректируете форму плунжера
И из проектного требованте к клапану приходит именно с указание KVS, даже если через него гонится нефть, газ воздух
Anton Vasiliev: про kvs ничего не скажу ибо не знаю. Тут спасибо
но по расчетам. 11 бар на вход и 10 на выход для газа выдаст скорее всего лажу.
АК: Дык для газа и не считается и не испытывается если это не прям какая-то дико специфическая вещь с сепарациями, считается на воде
Anton Vasiliev: хм. ну тогда можно вернуться к фразе про гидравлику :)
и считать расход по классике ро же аш
кстати тогда (насколько помню) что 11 и 10 что 1 и 0 должны дать +/- один результат
но это надо будет как ни будь проверить
АК: Да, 1 0 и 11 10 это одно и то же, но просто испытания на стенде идут 11-10) Вроде как
Или 21-20
3 года назад занимался проектированием регулирующей арматуры, и как раз таки расчётом плунжеров и расходных характеристик
Anton Vasiliev: ну я так понимаю это просто проще устроить :) -
меньше погрешности
А про 10/20 - ну тут уже не принципиально.
Р: [In reply to АК: Расходную характеристику считаете через параметрическое исследование]
параметрическое как то задается или вручную каждый раз?
АК: Я сейчас не у компьютера и не покажу как это делается, но задаётся один раз через сопряжения вроде как, и оно просто делает серию из 10 расчётов с разным положением плунжера, и потом в эксельке выстраиваете график расходный, и смотрите как он отходит от логарифма/линии, потом подгоняете форму плунжера
Р: как поменять м куб /час?
Anton Vasiliev: 1 пересчитать. там не сложно. гугл тоже умеет
2. пкм на входных данных и там будут единицы измерения
Р: и как их отобразить?
извиняйте за кучу вопросов. результат требуют вчера, а времени на изучение не дают
Anton Vasiliev: это то что контролируется в ходе решения в отдельном окне
задача считается иттерационно. в начале все цифры - пляшут. как только "устаканятся" - задача решилась
именно для этого их туда и добавляют
а смотреть по итогу их надо, как я уже говорил в "результатах поверхности"
можно еще в "результатах" в п. "цели" их же смотреть. итоговое значение
Р: вот что получилось совместными усилиями:
на входе 2 атм, на выходе 1. вода
Р: а параметры сетки уменьшать имеет смысл?
АК: Бить надо минимум по поверхности плунжера и сопрягаемой поверхности седла
В вашем случае я бы бил в принципе плунжер и весь стакан в котором он ходит
Входной/выходной патрубок не так критичен
Anton Vasiliev: желательно иметь 10 ячеек на канал. минимум - 4
Р: а где это указать?
АК: Не глобальную. Глобальную оставьте как есть
А в дереве ткните в "сетка" и выберите локальную
После этого по выбирайте поверхности по которым надо уточнить
И пододвините ползунок который про "качество сетки на границе с текучей средой" на тройку-четверку
Р:
АК: И конусы плунжера тоже выделите
Первую 8 сместите на 1 или 2
Вторую скорее на 4
И после запуска посмотрите насколько долго у вас идет итерация одна, если устраивает то ждите результата)
Р: отрицательное давление это глюк?
или кавитация?
АК: Нюанс расчёта скорее
На кавитацию надо отдельные пункты ставить, но расчет тогда усложняется и считается дольше
Anton Vasiliev: скорее всего там начнется кавитация, но вы кавитацию тут скорее всего не включали, так что это просто зоны застоя и возможных проблем
АК: Ну вы учтите что это мы сейчас считаем KVS, на перепаде в 1 бар
А в реальности там будет 200 атмосфер на входе, и какой-то расход, и падения давления до газовыделения возможно не будет
Ну и при подобном фрезерованном корпусе тут сложно избежать таких моментов, не зря литые внутри имеют достаточно сложную геометрию
Anton Vasiliev: ну как бы кавитация в газообразной среде это вообще странная фраза :) но область снижающая КПД - легко
АК: А, да, мы ж там вообще газ гоняем
Из головы уже вылетело)
Anton Vasiliev: я так понимаю что KVS это что-то типа того к-та литры за с, который идет в пневматике для расчета
но я не знаю как правильно одно в другое переводить
АК: Ну да, объем в единицу времени при стандартных условиях
Р: А можно в солиле посчитать и поток, и механику(движение поршня, усилия пружины)?
Чтобы на выходе получилась одна анимация с графиками усилий, напряжений
АК: Можно выделить отдельно воздействие потока на поверхность плунжера и из него в симуляцию механики что-то вставить
Но прям мультифизика никак. Не тот продукт
Anton Vasiliev: https://www.dailymotion.com/video/x1i3he5
но вообще это проще сделать отдельно
поверьте
Р: благодарю за консультацию
Anton Vasiliev: всегда пожалуйста. но по kvs и пр уже лучше АК спрашивать. у него явно опыта больше в данной задаче
