آموزش شبیه سازی جریان هوا درون کمپرسور جریان محوری

آموزش شبیه سازی جریان هوا درون کمپرسور جریان محوری


500,000 تومان

آخرین بروزرسانی : 30 آذر, 1400

بررسی اجمالی محصول

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


تمامی محصولات شامل فایل های Geometry و Mesh بوده و آموزش محصولات به صورت یک جلسه آنلاین یک ساعته خواهد بود.

نقد و بررسی : آموزش شبیه سازی جریان هوا درون کمپرسور جریان محوری

مقدمه­ ای بر کمپرسورها

کمپرسور تجهیزی مکانیکی مخصوص متراکم ساختن جریان گازی می­باشد. با توجه به تراکم ­پذیری گازها، کمپرسورها با متراکم کردن جریان گازی موجب افزایش فشار در جریان گازی و درنتیجه افزایش دمای آن می­شوند. بنابراین، کمپرسورها با فشرده­ سازی و ایجاد فشار درون گاز موجب حرکت گاز در مسیر خود می­شود. کمپرسورهای گازی دارای کاربردهایی مانند انتقال گاز درون لوله­ ها، انتقال حرارت در سیستم­ های تبرید، فشرده ­سازی هوای ورودی به توربین­ های گاز، کابین هواپیمای تحت فشار و ….. می­باشد. کمپرسورهای گازی به انواع مختلفی تقسیم می­شوند که شامل کمپرسورهای گریز از مرکز (centrifugal)، کمپرسورهای جریان مختلط (mixed-flow)، کمپرسورهای جریان محوری (axial-flow)، کمپرسورهای مارپیج (scroll)، کمپرسورهای دیافراگمی (diaphragm) و کمپرسورهای رفت و برگشتی (reciprocating) می­باشد. کمپرسور جریان محوری از نوعی تیغه­ ی چرخان به شکل فن برای فشرده ­سازی جریان گاز استفاده می­کند. ساختمان این نوع کمپرسورها شامل چند ردیف پره شامل دو نوع پره­ی ثابت (استاتوری) روی دیواره­ ی داخلی محفظه­ ی کمپرسور و پره­ی چرخان (روتوری) بر روی شفت دوار مرکزی کمپرسور می­باشد؛ به طوری که زاویه­ ی قرارگیری تیغه­ های ثابت و حرکت چرخشی تیغه­ های چرخان و همچنین کاهش سطح مقطع مورد نیاز برای جریان هوا در راستای محور کمپرسور موجب افزایش فشار در جریان هوا می­شود. شکل 1 نمایی از یک کمپرسور جریان محوری را نشان می­ دهد.

شکل 1 : نمایی از ساختمان کمپرسور جریان محوری

 

گام 1) تعریف مسأله

مسأله­ ی حاضر به شبیه­ سازی جریان هوا درون یک کمپرسور نوع جریان محوری پرداخته است. مدل حاضر شامل یک ردیف پره­ های مخصوص کمپرسور جریان محوری متصل به محور مرکزی درون یک ناحیه­ ی استوان ه­ای شکل می­باشد. برای ساده ­سازی مدل شبیه ­سازی، فقط یک ردیف پره­های چرخان بر روی روتور محوری کمپرسور ترسیم شده است. تیغه­ های روی روتور کمپرسور با سرعت دورانی 14043 دور بر دقیقه حول محور مرکزی خود می­چرخند. لذا برای شبیه ­سازی مدل حاضر، از تکنیک frame motion با سرعت دورانی مذکور برای شبیه­ سازی جریان هوای موجود در فضای اطراف پره ­های کمپرسور استفاده شده است؛ بدین صورت که فرض می­شود پره­ها بدون سرعت دورانی و به صورت ثابت از دید هوای ناحیه­ ی استوانه­ ای شکل اطرافش می­باشند و هوای اطراف تیغه ­ها دارای سرعت دورانی معادل با سرعت دورانی روتور کمپرسور می­باشد. همچنین برای دیواره­ ی پره ­های کمپرسور از شرط مرزی دیواره­ی محرک (moving wall) با سرعت دورانی صفر نسبت به ناحیه­ ی اطرافش استفاده شده است. از آنجایی که ماهیت عملکردی کمپرسور بر مبنای افزایش فشار در سیال می­باشد، برای شبیه ­سازی مناسب از شرط مرزی فشار در ورودی و خروجی کمپرسور استفاده شده است. ضمناً دبی جرمی جریان عبوری از کمپرسور برابر 33.25 کیلوگرم بر ثانیه می­باشد. هدف از مسأله­ ی حاضر، بررسی رفتار جریان هوا و توزیع فشار جریان هوای حول پره­ها پس از متراکم شدن به وسیله­ ی کمپرسور می­باشد.

 

گام 2) ترسیم هندسه و شبکه ­بندی

مدل حاضر به صورت سه بعدی و با استفاده از نرم ­افزار solidworks ترسیم شده است و سپس به نرم ­افزار design modeler وارد شده است. ساختار هندسی مدل شامل یک فضای استوانه ­ای شکل مخصوص جریان هوای چرخشی و یک ردیف تیغه با زاویه­ ی انحنای مشخص دورتادور روتور مرکزی می­باشد. شکل 2 نمایی از هندسه­ ی ترسیمی را نشان می­دهد.

شکل 2 : نمایی از هندسه­ ی ترسیمی

 

شبکه­ بندی مدل حاضر با استفاده از نرم ­افزار ansys meshing انجام گرفته است. مش ­بندی به صورت بدون سازمان بوده و تعداد شبکه­ های تولیدی معادل 278162 می­باشد. اندازه ­ی شبکه­ ها در ناحیه­ ی مجاور پره ­ها ریزتر و دارای دقت بالاتر می­باشد. شکل 3 نمایی از شبکه­ بندی انجام گرفته است.

 

شکل 3 : نمایی از شبکه ­بندی

 

گام 2) مراحل شبیه­ سازی

برای شبیه­ سازی مدل حاضر، چند فرض در نظر گرفته شده است که عبارتند از:

  • شبیه ­سازی مبتنی بر چگالی (density-based) صورت گرفته است؛ زیرا سیال مورد استفاده در مدل، هوا می­باشد که دارای تراکم پذیری قابل توجهی است و از طرفی هدف مسأله­ ی حاضر، فشرده ­سازی جریان هوا می­باشد.
  • شبیه­ سازی در هر دو حالت سیالاتی و حرارتی انجام گرفته است.
  • مدل حاضر از نظر زمانی پایا (steady) می­باشد؛ یعنی ترم زمان در حل مسأله لحاظ نشده است.
  • اثر گرانش زمین (gravity) بر روی سیال در نظر گرفته نشده است.

خلاصه ­ای از مراحل تعریف مسأله و تعریف حل آن در جدول 1 آمده است :

 

گام سوم) نتایج نهایی

پس از پایان فرایند حل، کانتورهای دو­بعدی و سه­ بعدی مربوط به فشار، دما، سرعت و چگالی و همچنین خطوط جریان و بردارهای سرعت دو­بعدی و سه ­بعدی در ناحیه­ ی مخصوص جریان هوا حول پره­ های کمپرسور به دست آمده­اند. کانتورها و خطوط جریان دو­بعدی در مقطع yoz عمود بر راستای محور کمپرسور و در موقعیت مکانی عبوری از وسط پره­ ها به دست آمده­اند. همچنین کانتورهای فشار، دما و ضریب انتقال حرارت بر روی بدنه­ ی پره­های کمپرسور حاصل شده­اند. نتایج نهایی در شکل­های 4 الی 18 نشان داده شده ­اند.

 

دیدگاه

دیدگاهی ثبت نشده.

اولین نفری باشید که نظر می دهید برای “آموزش شبیه سازی جریان هوا درون کمپرسور جریان محوری”