Расчет гидравлических потерь в гидрозамке и предохранительном клапане. Поиск путей повышения пропускной способности предохранительного клапана, страница 3

Для этого используем диалоговое окно MeshTool, в котором находятся основные команды для создания сетки. Это окно вызывается по следующему пути: MM: Preprocessor>MeshTool…

SizeControls: Global [Set] – задаём глобальный размер ребра элементов. В диалоговом окне в поле SIZE введём 0.001 и нажмём [OK].

[Mesh] [PickAll]- создание сетки конечных элементов для всех объемов.  Получится картинка представленная на рис.2.15.

Рис. 3.15 Сетка конечных элементов

3.1.3 Задание свойств жидкости и параметров расчета

В качестве рабочей жидкости примем эмульсол ВНИИНП-117 с плотностью 985 кг/м³ и динамической вязкостью 0,02955 кг∙с/м. Диаметр входного отверстия  гидроблока 8 мм, выходного – 10 мм. Скорость вычисляется по формуле:

м/с

 м/с

 где Q- расход жидкости, м³/с;

        S_вх (S_вых)- площадь сечения входного (выходного) канала, м²;

        r_вх (r_вых)- радиус входного (выходного) канала, м.

На стенках трубопроводов действует гипотеза полного прилипания, т.е. скорость равна нулю.

Расчет гидрозамка будем производить при различных расходах жидкости Q=20…100 л/мин. Все необходимые для расчета параметры приведены в табл.3.1.

MM: Preprocessor>FLOTRANSetUp>FluidProperties…- нажимаем  [ОК].  В появившемся окне задаем плотность среды density = 985 и  вязкость ­       v­iscoity=0.02955, нажимаем [ОК].

MM: Preprocessor>Loads>Define Loads>Apply>Fluid\CFD>Pressure DOF-On Areas – прикладываем давление ко входу в гидроблок. Для этого выделяем площадь входного канала и нажимаем [ОК]. В появившемся окне в поле PRES задаем давление 50000000 (Па). 

MM: Preprocessor>Loads>Define Loads>Apply>Fluid\CFD>Velocity-On Areas – задаем скорость на входе и выходе гидроблока (табл. 3.1). Выделяем площадь входного канала [ОК]. В появившемся окне задаем скорости по 3 направлениям: VX, VY, VZ (м/с), [ОК]. Так же задаем скорость на выходе из гидроблока. Далее задаем скорость на стенках модели VX=0, VY=0, VZ=0. На рис. 3.16 показана модель с приложенным давлением и скоростями.

Рис. 3.16 Модель с приложенным давлением и скоростями

3.1.4 Запуск на счет и анализ результатов

MM: Solution> Run FLOTRAN…- запускаем на счёт. По завершении расчёта появится жёлтое окно с надписью Solution is done! (Расчёт закончен!), после чего нажимаем [Close].

MM: General Postproc > Read Results - Last Set – чтениерезультатов последней итерации.

MM: General Postproc>Plot Results> Contour Plot-Nodal Solu… - отображаем изолинии эквивалентных по Мизесу напряжений. Для этого в диалоговом окне в списке Item выбираем DOF Solution, в списке Comp выбираем Pressure PRES, нажимаем [OK].

рис.3.16. Распределение давления по модели при Q=80 л/мин

На рис. 3.16 изображена рассчитанная модель гидрозамка при расходе 80 л/мин. Аналогично производится расчет для расходов 20, 40, 60 и 100 л/мин. Результаты расчета сведены в табл. 3.1, и на ее основе построен график гидравлических потерь (рис. 3.17).

                                                                                                          табл. 3.1   

Q, л/мин	Vвх , м/с	Vвых , м/с	Р1 , МПа	Р2 , МПа	∆Р, МПа
20	4,2441	6,6315	50	49,8	0,2
40	8,4883	13,2629	50	49,2	0,8
60	12,7324	19,8944	50	48,1	1,9
80	16,9765	26,5258	50	46,7	3,3
100	21,2206	33,1573	50	44,8	5,2

где Q- расход рабочей жидкости;

      V_вх- скорость входа рабочей жидкости в канал гидроблока;

      V_вых- выходная скорость рабочей жидкости;

       Р₁- давление на входе в гидроблок;

       Р₂- давление на выходе;