![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
lazybird-ru.livejournal.com posting in ![[community profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/community.png){kind=small}
engineering_ruМожет подскажите куда копать. Вертикальный металлический цилиндр (ротор вертикально установленного электродвигателя) В нем канал(ы), там вода отбирает тепло (макс. температура в центре) и поднимается вверх, "самотеком", как в гравитационной системе отопления. Как посчитать расход воды? Какой расчетный софт, например у Ansys может считать такое? По хорошему, учитывать шероховатость поверхности (ламинированная, листы стали).
Хочется понять, будет ли там какой-то заметный расход жидкости.
Хочется понять, будет ли там какой-то заметный расход жидкости.
![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
no subject
Date: 2024-01-21 12:30 pm (UTC)Я правильно понимаю я что вода до кипения не нагревается? Какой-то большой объём воды "за кадром" остался — т.е. у приходящей воды температура не повышается? И задача в целом заключается в том, чтобы определить расход вода, потребный для поддержания уровня температуры не выше...скольких то градусов?
no subject
Date: 2024-01-21 01:59 pm (UTC)no subject
Date: 2024-01-21 02:10 pm (UTC)Хорошо, а температура нагрева ротора известна? С какой до какой нужно изменить температуру и за какое время? У нас есть теплоемкость и теплопроводность воды, есть теплопроводность стенки и теплоемкость и теплопроводность "синей жидкости" (тоже воды?). В ансисе такая задача решается. Вроде даже в солиде такую задачу можно решить.
no subject
Date: 2024-01-21 02:46 pm (UTC)> В ансисе такая задача решается
Вот я тоже догадывался, но в каком именно пакете еще не выяснил. Fluent скорее всего?
no subject
Date: 2024-01-21 03:17 pm (UTC)Да, fluent или cfx
no subject
Date: 2024-01-21 03:53 pm (UTC)no subject
Date: 2024-01-21 02:36 pm (UTC)> Для этого внутри него можно обеспечить циркуляцию воды внутреннего объема двигателя
Натуральная циркуляция (самотеком) скорей всего не получится. Без принудительной конвекции получите застойные зоны и локальные области перегрева. Принудительная циркуляци управляется извне. Сотни лет молодые инженеры выскочки подрываются в попытках управлять натуральной конвекцией, начиная с заявок на вечный двигатель. Патентов море, работающих приборов нет.
Без понимания физики явления любой расчетный софт бездумная трата времени и ресурсов, т.к. вам надо понять расчетное решение, а вы будете натягивать сову на глобус — подгонять параметры модели чтобы получить желаемый эффект и легко воткнете нефизические параметры в модель.
Нарисуйте контрольные объёмы, выпишете характерные масштабы и уравнения баланса, оцените безразмерные числа в задаче, число Ралея, погран.слои и коэфф.теплопереносы.
no subject
Date: 2024-01-21 02:53 pm (UTC)Мне не надо конвекцию, нет ее в задаче. Вода нагревается поднимаясь по горячей трубе.
> молодые инженеры выскочки
Хорошо, что я не молодой, не инженер, и насчет выскочки тоже не уверен. Хотя, признаться, лучше бы наоборот — молодой инженер выскочка) Главное, чтоб помоложе.
> Нарисуйте контрольные объёмы
У нас есть компьютер и чуйство, что можно это решить в "режиме слесаря, управляющего микроскопом", хоть это неправильно и некрасиво. Ну вот жизнь такая)
> Без понимания физики явления
Это я понимаю, значит на верном пути!)
no subject
Date: 2024-01-21 03:11 pm (UTC)> Вода нагревается поднимаясь по горячей трубе
в вашем расчете поднимается или вы видите эффект на практике? Вода поднимается за счет принудительной конвекции (работает внешний насос) или полностью за счет натуральной конвекции?
Выше вы написали "Т ротора не должна выходить за 100С, точнее чуть меньше даже. А уж сколько там в реальности не известно. Но точная Т не столь важна" — так вот Т важна и даже очень, потому что Т определяет движущую силу натуральной конвекции. Если вы не знаете локальное Т, которое может оказаться очень большим, то будет перегрев, тепловые напоряжения, и как результат кирдык процессу.
Т определяет градиент который входит в число Рэлея. (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A7%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE_%D0%A0%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D1%8F (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A7%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE_%D0%A0%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D1%8F)) Из числа Рэлея задает можно сосчитать коэфф.теплопереноса, который входит в уравнение баланса тепла. Разность Т растет, пока не начнется натуральная конвекция, но она может и не начаться т.к. зависит еще от вязкости, теплопроводности и характерных линейный масштабов, см. число Рэлея. Вам надо знать расход как ф-цию разности Т.
no subject
Date: 2024-01-21 03:39 pm (UTC)На практике вижу в системах отопления с естественной циркуляцией, когда без насоса движение теплоносителя обеспечивается матушкой Гравитацией. В моем случае я пытаюсь оценить величину. Например, я считал систему отопления в спец. польском софте, забыл название. Так вот софт умел учитывать прибавку гравитационной составлющей, скажем так. В картинке все то же самое — снизу подходит "обратка" с охлажденной водой, она нагревается в трубе и в ней же поднимается вверх. Имхо, здесь конвекции внутри такого малого объема трубы может и не быть, но вот гравитационная составляющая быть обязана. Но может быть задушена гидравлическим сопровлением и прочими вязкостями — это понятно.
Поэтому число Рэлея тут, кажется, не к чему приложить.
no subject
Date: 2024-01-21 04:08 pm (UTC)В системе отопления вода охлаждается, становится тяжелее и опускается. А у вас я радиаторов не вижу...
no subject
Date: 2024-01-22 06:42 am (UTC)А та вода, что нагревается, становится легче и поднимается роли не играет?
> радиаторов не вижу
Опускается в других местах, через щели в пазах статора, или через доп. каналы по вншней стороне статора под оболочкой двигателя и т.д. Мне казалось, что должно быть понятно, что где-то она потом где-то возвращается.
no subject
Date: 2024-01-22 11:45 am (UTC)> А та вода, что нагревается, становится легче и поднимается роли не играет?
именно это и называтся натуральной конвекцией. Если извне вы подталкиваете насосом нагретую воду чтобы она пошла наверх, то тем самым вы подключаете принудительную конвекцию.
Роль принудительной конвекции — охлаждение. Расход жидкости является параметром которым вы управляете напрямую, а разность температур то что вы получаете в результате охлаждения.
В случае натуральной конвекции все наоборот. Разность температур будет увеличиваться (локальный перегрев) и возникающий гдрадиент температур будет заставлять горячую жидкость (пар в случае перегрева) двигаться вверх подсасывая холодную жидкость. Управлять напрямую вы перегревом не можете, процесс очень нестабильный.