Перед началом работы настоятельно рекомендуем ознакомиться с правилами форума.

Циркуляция жидкости в трубке Фильда

sofyabelova
Аватар пользователя sofyabelova

Здравствуйте. При решении задачи теплообмена в трубчатке сложной формы возникло ряд проблем, с которыми я пока не в состоянии справиться. Постановка задачи: необходимо провести моделирование течения воды в трубке Фильда, получить распределение температуры на поверхности трубчатки. Конструктивно, трубка Фильда представляет из себя комбинацию из двух труб: трубка меньшего диаметра, меньшей длины и с открытым концом соосно помещена в трубку большего диаметра, большей длины и с закрытым концом. Жидкость подается в трубку меньшего диаметра, протекает ее, попадает в трубу большего диаметра и вытесняется через зазор, образованный разностью диаметров. Сама трубка помещена в некоторый объем, заполненнный газом с более высокой температурой, чем протекающая жидкость. Результат моделирования оказался неутешительным: отсутствует обратное течение жидкости. То есть, вода подается в меньшую трубку, наблюдается ее нагрев, (так как трубка в горячей среде), а обратно (через зазор) возвращается холодной, что абсолютно лишено всякого смысла.
Этапы решения задачи: создала геометрию (3D), сетку по умолчанию, задала вход и выход (которые, согласно геометрии, располагаются на одной плоскости). Активировала мультифазную задачу, уравнение энергии, к-е модель. выбрала, где подаается вода, а где газ. Выставила граничные условия, проект посчитался, но результат лишен физического смысла. Рассчитываю на вашу поддержку. Прилагаю архив со скринами проекта.

p.s. Нет возможности скинуть файл проекта, т.к. он весит 6 Гб. Подскажите, какие файлы являются необходимыми для запуска проекта, чтобы уменьшить его размер?

 

ВложениеРазмер
Иконка пакета filda_tube.zip112.75 КБ
Daniil
Аватар пользователя Daniil

если задача - прогрев жижи в трубе, газ и жижа контактируют только через стенку, проще посчитать по горячему газу ГУ конвекции и решить осесимметричную задачу? ну или хотябы начать с осесимметричной задачи.

sofyabelova
Аватар пользователя sofyabelova

Daniil, спасибо вам большое за помощь! Но есть вопрос по поводу конвекции: когда выставляю режим конвекции на стенках, необходимо задать температуру свободного потока (free stream temp). Мне не предлагается иных вариантов, кроме как задать ее стационарной. Но, делая температуру стенок стационарной, получается, мы моделируем подогрев стенками среды, а должно быть наоборот. Вы не знаете, как можно решить эту проблему?
P.s. На снимке видно, что стенки подогревают среду!

Gennady
Аватар пользователя Gennady

1) Главная ошибка - использование многофазной модели. Она вам не нужна (смешения фаз из-за их разделения стенкой трубки у вас не происходит).

2) Чтобы использовать модель турбулентности к-е нужно быть уверенным, что течение в действительности является развитым и турбулентным. Сначала оцените значения соответствующих естественной конвекции снаружи (Ra, Gr), вынужденной конвекции в трубке (Re) критериев подобия. Очень возможно, что задачу нужно будет решать в ламинарной или переходной постановке (например, внешний газовый объем).

3) Сетка. Если течение турбулентное или переходное, для корректности теплоотдачи необходимо подробное разрешение пристеночного слоя. Впрочем и для ламинарного течения ваша сетка очень груба (например, в кольцевом канале 1 ячейка по ширине - никуда не годится).

4) Размеры газового домена недостаточны, чтобы сформировалось правдоподобное течение вокруг трубки. 

5) Чтобы судить о физичности полученных результатов, нужно быть уверенным, что итеративное решение сошлось. Иначе визуализация результатов абсолютно лишена смысла. Почитайте на форуме о сходимости, пристеночных слоях, y+, требованиях к сетке и мн. другом без учета которого результаты будут "абсолютно лишены всякого смысла" или пройдите обучение у специалистов по CFD.

 

 

Добавить комментарий

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Приложить файл

Максимальный размер файла: 800 МБ.
Допустимые типы файлов: txt doc docx xls xlsx pdf rar zip 7zip tar.