Разработка плана численного исследования. Этапы построения трехмерной модели башенной градирни, страница 4

·  Упорядоченная сетка является более предпочтительной, чем произвольная сетка.

·  Прямоугольная сетка с четырехугольными элементами более предпочтительна, чем сетка с треугольными элементами.

·  Сетка квадратичных треугольных элементов (с промежуточными узлами на сторонах) имеет, по крайней мере, ту же самую точность, что и сетка прямоугольных элементов с четырьмя узлами.

·  Наиболее густая сетка требуется там, где ожидается большой градиент искомых величин.

·  Точность результатов анализа уменьшается, если размеры соседних элементов вблизи концентратора существенно различаются.

·  Точность вычислений зависит от формы конечного элемента – следует избегать слишком узких и вытянутых элементов, т.к. элементы с приблизительно одинаковыми сторонами дают меньшую ошибку.

·  Между соседними элементами не должно быть разрывов.

·  Четырехугольные элементы не должны иметь углов больших 180°.

Построение сетки для модели башенной градирни проводилось с учетом того, что в дальнейшем было необходимо проводить тепловой расчет объекта. Поэтому разбиение на конечные элементы проводилось адаптивным методом с заданием максимальных и минимальных размеров элементов в пределах от 0,3 м до 0,5 м. Форма объектов в адаптивном варианте используется трех и четырех угольная. Результаты создания сетки для модели  градирни башенного типа представлены на рисунках 7.5, 7.6 и 7.7.

Рисунок 7.5 – Конечно-элементная модель градирни

Рисунок 7.6 – Конечно-элементная модель градирни

Рисунок 7.7 - Конечно-элементная модель градирни

Установка параметров расчета модели заключается в определении границ модели, определения стен, окружающей среды, входных и выходных плоскостей. Так как градирня является объектом исследования, находящемся в определенной окружающей среде, то есть в атмосфере, необходимо установить параметры окружающей среды, то есть указать, чем заполнена окружающая среда (в данном случае воздух), давление, температуру, влажность. На входных и выходных плоскостях градирни,  а именно – верхний срез градирни и нижние окна, обязательно указать, что система данного объекта сообщается с окружающей средой (параметр Opening). Обозначить места входов различных сред, с необходимыми параметрами, а так же обозначением фаз этих сред.

Этапы установки параметров для дальнейшего расчета наглядно представлены на рисунках 7.8, 7.9 и 7.10. На рисунке 7.8 изображена модель градирни  на начальном этапе установки расчетных данных.

Рисунок 7.8 – Модель градирни

На рисунке 2 представлен этап задания расчетных данных с указанием стен объекта исследования. В системе ANSYS установка параметров стен регулируется параметром wall, после чего необходимо указать параметры варьируемого объекта, в данном случае это стены градирни. Для стен указываются их шероховатость и материал, в данном расчете в качестве материала была выбрана оцинкованная сталь, используемая при строительстве башенных градирен, изготовленная по ГОСТ 14918-80 из углеродистой холоднокатаной стали. Все 12 граней градирни представляются одной локацией.

Рисунок 7.9 – Установка локации «стены»

Следующий этап задания локаций это задание локаций входов и выходов. Необходимо указать что входами являются нижние окна градирни и  фундамент, а выходным является верхний рез градирни. Необходимо указать, что градирня находится в окружающей среде (Opening) для каждой локации. При этом в данном случае указываются температуры окружающей среды, в нашем случае это -20˚, атмосферное давление, с учетом того что имеется перепад высот в 70 м и давление на этих высотах различное. В расчете принималось, что на верхнем срезе при данной температуре наружного воздуха атмосферное давление равно 99,8 кПа, а на нижнем – 101,3 кПа, в соответствии с системой СИ.