آموزش شبیه سازی جریان درون ونتوری همراه با مکش

آموزش شبیه سازی جریان درون ونتوری همراه با مکش


89,000 تومان

با خرید این محصول، ویدئوی آموزش شبیه سازی جریان درون ونتوری همراه با مکش در نرم افزار ansys fluent به همراه فایل شبکه بندی آن (msh.) را دریافت خواهید کرد.

نقد و بررسی : آموزش شبیه سازی جریان درون ونتوری همراه با مکش

مقدمه

اثر ونتوری، اثر کاهش فشار در سیال است، زمانی که سیال از قسمت تنگ لوله عبور می‌کند. اثر ونتوری به نام جیووانی باتیستا ونتوری دانشمند ایتالیایی نامگذاری شده‌است. وقتی قطر لوله کوچک می‌شود، با توجه به معادله پیوستگی، سرعت زیاد می‌شود و فشار با توجه به بقای انرژی، کم‌ می‌شود. انرژی جنبشی با افت فشار یا گرادیان فشار بالانس‌ می‌شود. برای محاسبه افت فشار در لوله ونتوری‌ می‌توان از ترکیب معادله پیوستگی و معادله برنولی معادله‌ای به دست آورد.

محدودیت اثر ونتوری وقتی است که لوله ونتوری آنقدر باریک شود که سیال به حالت چوک یا خفگی برسد. در این حالت سرعت سیال به سرعت صوت‌ می‌رسد. وقتی سیال به خفگی‌ می‌رسد، دبی جرمی سیال با کاهش بیشتر فشار، افزایش پیدا نمی‌کند. هرچند در سیال تراکم پذیر، سیال فشرده شده و چگالی آن زیاد می‌شود (سرعت زیاد می‌شود).

با توجه به معادله برنولی در شرایط سیال غیرقابل تراکم، افت فشار موضعی p1 − p2 در قسمت باریک شده لوله، رابطه مستقیم با اختلاف مجذور سرعت v1 و v2 دارد.

در هنگام عبور از ونتوری به علت کاهش مقطع عبوری، سرعت سیال افزایش یافته و فشار محفظه ونتوری کاهش می یابد، و مکشی ایجاد می‌کند که به مراتب از سایر مقاطع لوله بیشتر است. با ایجاد یک حفره در این مقطع، سیال عبوری خارج می شود تا از رسیدن به سرعت صوت جلوگیری شود.

 

تعریف مسئله

در مسئله حال حاضر، شبیه سازی دوفازی جریان آب و هوا درون ونتوری با استفاده از مدل VOF و همچنین مدل سازی دقیق حباب هوا به صورت فاز مجزا در آب انجام شده است. جریان مخلوط آب و هوای سیرکوله شده با نسبت کسر حجمی 0.7 وارد ونتوری می شود و پس از عبور این جریان از گلوگاه، سرعت جریان زیاد شده و فشار آن افت می‌کند. این افت فشار باعث ایجاد مکش هوا از سوراخ جانمایی شده در گلوگاه ونتوری می شود. با اضافه شدن هوا به جریان، مقدار کسر حجمی هوا افزایش می یابد. تمام ورودی و خروجی های این مدل در فشار 30 bar بوده است. هدف از این مسئله، بررسی میزان هوای مکش شده توسط ونتوری و بررسی تزریق آن به آب می‌باشد.

 

هندسه و شبکه بندی

ابتدا هندسه ونتوری در نرم افزار solidworks طراحی و سپس با نرم افزار design modeler  آماده سازی شده است.

شبکه بندی این هندسه در نرم افزار  ICEM CFD انجام شده است و از روش  Hexahedral برای مش بندی استفاده شده است.

 

 

خلاصه ای از مراحل شبیه سازی در جدول زیر ارائه شده است:

 

 

آنالیز نتایج

زمانی که آب از یک تنگنا در لوله عبور می کند، در انتهای تنگنا خلاء بوجود می آید. سوراخ ایجاد شده در لوله در نقطه ای که خلاء رخ می دهد، باعث می شود که هوا به جریان اصلی کشیده شود که خود منجر به ایجاد جریان آشفته می گردد. یک نمونه از این مکانیزم، در لوله ونتوری دیده می شود. زمانی که حداقل مقدار اختلاف فشار، بین دهانه ورودی و خروجی لوله ونتوری وجود دارد، خلاء در مکش سوراخ لوله ونتوری رخ می دهد.

سرعت جریان آب ورودی باعث ایجاد مکش هوا در ونتوری می شود و هوای مکش شده با آب ترکیب می شود و یک سیال دو فازی هوا-آب ایجاد می شود. حباب های هوا را می توان در سیال آب مشاهده کرد.

شبیه سازی این مسئله به این دلیل در حالت unsteady انجام شده که بتوان برای گسسته سازی معادلات کسر حجمی از گسسته سازی Geo-reconstruct استفاده کرد. این روش گسسته سازی باعث میشود، فاز آب و هوا به صورت مجزا با کیفیت بهتری از هم قابل تشخیص باشند. با افزایش زمان، مقدار هوای مکش شده بیشتر و سپس ثابت می شود. این شبیه سازی نشان داد که این مکانیزم به خوبی جهت تزریق و ترکیب حباب هوا در آب و یا تولید آب گازدار حتی بدون استفاده از کمپرسور موثر و قابل استفاده است.

 

 

نقد وبررسی

نقد بررسی یافت نشد...

اولین نفر باشید که نقد و بررسی ارسال میکنید... “آموزش شبیه سازی جریان درون ونتوری همراه با مکش”

پیگیری سفارش
لیست مقایسه
شگفت انگیز ها
you tube
logo-samandehi