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.