تحلیل خوردگی و حرکت سیال و ذرات سنگ معلق در آن در لوله با شیر پروانه ای

۷۰,۰۰۰ تومان

به طور کلی در فیلم آموزشی تحلیل خوردگی و حرکت سیال و ذرات سنگ معلق در آن در لوله با شیر پروانه ای با نرم افزار ANSYS CFX و روش CFD با موارد زیر در نرم افزار سی اف ایکس (CFX) آشنا می شوید.

  • وارد کردن مدل هندسی به بخش هندسه workbench انسیس
  • تنظیمات محیط شبکه در در workbench نرم افزار ANSYS
  • ایجاد شبکه های لایه مرزی جهت رسیدن به YPlus مناسب
  • تنظیمات دامنه محسباتی سیال
  • تعریف روش خوردگی
  • تعیین روش کوپل کامل ذرات و سیال و تعیین تعداد ذرات سیال در این روش
  • تعیین روش کوپل یک طرفه ذرات و سیال و تعیین تعداد ذرات سیال در این روش
  • تعیین ابعاد ذرات سنگ در سیال آب در نرم افزار CFX
  • تعریف مدل آشفتگی انتقال رینولدز SST و تنظیمات آن
  • تعریف پروفیل تکامل یافته در ورودی لوله به صورت معادله
  • تعریف شرایط مرزی ورودی و خروجی جریان
  • تنظیمات روش حل پایدار در نرم افزار ANSYS CFX
  • تنظیمات روش عددی و مقادیر باقیمانده در معیار همگرایی
  • تنظیمات پردازش موازی و اجرای مسئله
  • تحلیل نتایج خروجی و استخراج داده های مورد نظر

مدت زمان فیلم آموزشی : 22 دقیقه

مدرس فیلم آموزشی : احمدزاده

زبان فیلم آموزشی : بی کلام

ضمیمه فیلم : فایل ورودی نرم افزار سی اف ایکس، فایل مدل هندسی و شبکه

شناسه محصول: CF10 دسته:

توضیحات

تحلیل حرکت سیال و ذرات سنگ معلق در آن در لوله با شیر پروانه ای با نرم افزار ANSYS CFX و روش CFD

شیرها و خصوصا شیرهای پروانه ای در مکان های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. بررسی مقدار افت جریان در شیرها و نحوه عملکرد آن ها و تاثیری که بر روی جریان سیال می گذارند از اهمیت بالایی برخوردار است. همچنین ممکن در سیال ذرات معلقی وجود داشته باشد که با برخورد به لوله یا شیر باعث ایجاد خوردگی می شود. تعیین مقدار خوردگی در طراحی مناسب تر شیر و همچنین تعیین عمر آن حائظ اهمیت است.
دراین شبیه سازی حرکت سیال با سرعت 5 متر بر ثانیه در یک لوله به شعاع 20 میلی متر که یک سطح زبر دارد مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحلیل ذرات سنگ معلق در آب نیز در نظر گرفته شده و حرکت این ذرات به روش دنبال کردن ذرات مدل سازی شده است. پروفیل جریان ورودی لوله به صورت کاملا شکل گرفته در نظر گرفته شده است. حرکت سیال توسط یک شیر پروانه ای که با زاویه 45 درجه قرار گرفته، کنترل می شود. سیال حاوی ذرات سنگ با سایز بین 50 تا 500 میکرون بوده و سختی میانگین ذرات سنگ 0.2 میلی متر است.
مقدار دمای مرجع برابر 300 کلوین و فشار مرجع یک اتمسفر است. به دو روش کوپل کامل ذرات به آب و روش یک طرفه کوپل ذرات به آب تحلیل صورت گرفته است. در روش کوپل کامل ذرات بر روی دینامیک سیال آب تاثیر می گذراند اما زمان حل افزایش می یابد. در روش کوپل یک طرفه ذرات بر دینامیک سیال آب تاثیر نمی گذراند. بهینه ترین روش حل استفاده همزمان از هر دو روش است که در این شبیه سازی هر دو روش لحاظ گردیده و تعداد ذرات سنگ در روش یک طرفه بیشتر از روش کوپل کامل در نظر گرفته شده است.
جهت مدل سازی دقیق تر ورودی سیال به لوله، پروفیل جریان تکامل یافته سیال به صورت معادله به ورودی لوله نسبت داده شده است.
خواص سنگ در این شبیه سازی که شامل مقدار چگالی سنگ و دامنه شعاعی سنگ ها است تعریف گردیده است. برای بررسی تاثیر ذرات بر روی جریان سیال پیوسته بین 100 تا 1000 ذره سنگ باید در نظر گرفته شود. هر چند اگر محاسبه مقدار دقیق حجم سیال و نیروهای موضعی وارد بر دیواره های مد نظرز باشد باید مقادیر بیشتر را در نظر گرفت.
برای مدل سازی بهینه در این شبیه سازی در روش کوپل کامل 200 ذره و در روش کوپل یک طرفه 5000 ذره در نظر گرفته شده است. باید دقیق کرد که در روش کوپل یک طرفه با افزایش تعداد ذرات مقادیر حجم سیال نیرو های موضعی وارد بر دیواره ها به خوبی محاسبه می گردد.
در این شبیه سازی از روش کوپل کامل به 200 ذره محاسباتی که با نرخ جریان 0.01 کیلوگرم بر ثانیه در حرکت هستند نیز استفاده شده است. این روش تاثیر ذرات بر روی الگوی جریان را نیز تعیین می کنند.
چگالی سنگ برابر 2300 کیلوگرم بر متر مکعب بوده و دامنه قطر ذرات بین 50 تا 500 میکرون با میانگین قطر 250 میکرون و انحراف استاندارد 70 میکرون هستند. مدل خوردگی فینه با ضریب توانی سرعت 2 و سرعت مرجع 1 متر بر ثانیه جهت مدل سازی خوردگی استفاده گردیده است.
در این شبیه سازی از مدل آشفتگی تنش رینولدز و روش حل کوپل فشار و سرعت استفاده شده است. حل به صورت پایدار بوده که در نهایت الگوی جریان، نحوه حرکت ذرات سنگ، مقدار خوردگی و نیروهای وارد بر شیر و لوله بررسی شده است.
کلیه مراحل ایجاد مدل هندسی دامنه محاسباتی سیال، شبکه بندی، تعریف شرایط مرزی، تنظیمات بخش های مختلف نرم افزار CFX و تحلیل و بررسی نتایج در این فیلم آموزشی به صورت متوالی ارائه شده است.

Pumps and compressors are commonplace. An estimate of the pumping requirement can be calculated based on the height difference between source and destination and head loss estimates for the pipe and any obstructions/joints along the way. Investigating the detailed flow pattern around a valve or joint however, can lead to a better understanding of why these losses occur. Improvements in valve/joint design can be simulated using CFD, and implemented to reduce pumping requirements and cost.

Flows can contain particulates that affect the flow and cause erosion to pipe and valve components. You can use the particle-tracking capability of CFX to simulate these effects.

In this example, water flows at 5 m/s through a 20 mm radius pipe that has a rough internal surface. The velocity profile is assumed to be fully developed at the pipe inlet. The flow, which is controlled by a butterfly valve set at an angle of 55° to the vertical axis, contains sand particles ranging in size from 50 to 500 microns. The equivalent sand grain roughness is 0.2 mm.

The reference temperature is 300 K; the reference pressure is 1 atm.

A mesh is provided. You will create sand particles and a domain that contains water; for one part of the simulation the water and sand will be fully coupled, and for the other part of the simulation they will be one-way coupled. To increase the accuracy of the simulation, the inlet will be given a velocity profile that simulates a fully-developed boundary layer.

To solve the simulation, you will create two sets of identical particles. The first set will be fully coupled to predict the effect of the particles on the continuous phase flow field and enable the particles to influence the flow field. The second set will be one-way coupled but will contain a much higher number of particles to provide a more accurate calculation of the particle volume fraction and local forces on walls, but without affecting the flow field.

The material properties of the sand particles used in the simulation need to be defined. Heat transfer and radiation modeling are not used in this simulation, so the only properties that need to be defined are the density of the sand and the diameter range.

To calculate the effect of the particles on the continuous fluid, between 100 and 1000 particles are usually required. However, if accurate information about the particle volume fraction or local forces on wall boundaries is required, then a much larger number of particles must be modeled.

When you create the domain, choose either full coupling or one-way coupling between the particle and continuous phase. Full coupling is needed to predict the effect of the particles on the continuous phase flow field but has a higher CPU cost than one-way coupling; one-way coupling simply predicts the particle paths during post processing based on the flow field, but without affecting the flow field.

To optimize CPU usage, you can create two sets of identical particles. The first set should be fully coupled and around 200 particles will be used. This allows the particles to influence the flow field. The second set uses one-way coupling but contains 5000 particles. This provides a more accurate calculation of the particle volume fraction and local forces on walls. (These values are defined in the inlet boundary definition.)

For this tutorial you will create a “Sand Fully Coupled” boundary condition that has 200 particles moving with a mass flow rate of 0.01 kg/s and a “Sand One Way Coupled” boundary condition that has 5000 particles moving with a mass flow rate of 0.01 kg/s. In both cases the sand density is 2300 [kg m^-3]; particle diameters range from 50 e-6 m to 500 e-6 m, with an average diameter of 250 e-6 m and a standard deviation of 70 e-6 m. You will set a Finnie erosion model with a velocity power factor of 2 and a reference velocity of 1 m/s.

In previous tutorials you have often defined a uniform velocity profile at an inlet boundary. This means that the inlet velocity near to the walls is the same as that at the center of the inlet. If you look at the results from these simulations, you will see that downstream of the inlet a boundary layer will develop, so that the downstream near wall velocity is much lower than the inlet near wall velocity. You can simulate an inlet more accurately by defining an inlet velocity profile, so that the boundary layer is already fully developed at the inlet.

نمونه کوتاهی از فیلم آموزشی

Brief record of this Training Film

دیدگاهها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین نفری باشید که دیدگاهی را ارسال می کنید برای “تحلیل خوردگی و حرکت سیال و ذرات سنگ معلق در آن در لوله با شیر پروانه ای”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Translate »