Рисунок 7.10 - Установка локаций входных и выходных параметров
После задания всех необходимых параметров, необходимо приступить к расчету (Solution). Данный этап довольно прост, т.к. не требует от пользователя никаких действий, однако при расчете больших моделей, особенно с мелкой сеткой, занимает достаточно много времени. Так, например, для расчета башенной градирни с указанной сеткой от 0,3 до 0,5 м расчет составил более 5 часов. Время расчета можно существенно сократить при использовании большего количества оперативной памяти, однако это влечет за собой дополнительные затраты. Данный расчет проводился на ЭВМ с 16 Гб оперативной памяти и 8-ядерным микропроцессором с тактовой частотой каждого ядра 3500 МГц. Сам процесс решения в программном пакете ANSYS выводится в виде графиков масс и моментов, турбулентности и температур в левой стороне окна и программы расчета в правой (Рис 7.11).
Рисунок 7.11 – Окно расчета
Заключительным этапом численного исследования математической модели градирни является вывод результатов. Программный пакет ANSYS способен выводить результаты расчета как в объеме, так и в плоскости. Исследуемая модель является объемной и для получения наиболее наглядной картины распределения температур, скоростей и давлений внутри градирни необходимо провести секущую плоскость по диаметрам верхнего и нижнего среза градирни. Также необходимо указать количество контуров, в данном расчете было принято использовать 1000 контуров для вывода результатов.
Полученные результаты исследования башенной градирни представлены на рисунке 7.12.
Рисунок 7.12 – Распределение температур внутри башенной градирни
Как видно из результатов, контакт влажного воздуха со стенками градирни происходит на высоте 55-70 м. Поэтому целесообразно исследовать различные варианты отделения теплого воздуха от стенок именно на этих высотах.
7.5 Проведение численного исследования модернизированной градирни
Следующим этапом численного исследования процессов теплообмена в градирне является определение наилучшего угла наклона верхних воздуходувных окон и выбора наиболее эффективной в данных условиях высоты расположения окон. Численное исследование будет проводиться на основе модернизированной башенной градирни с установленными внешними двенадцатью воздуховодами, по каждой грани стен.
В первую очередь необходимо определиться с углом наклона воздуходувных окон. Для этого следует провести ряд численных экспериментов на основе трехмерной модели модернизированной градирни с внешними воздуховодами, и получив картину распределения температур и скоростей, выявить наиболее подходящий угол наклона. Для этого в программном пакете КОМПАС 3D были построены трехмерные модели модернизированных башенных градирен, указанным ранее способом (Рисунок 7.13). Вариации моделей были следующими - градирня с внешними воздуховодами, с подводом воздуха под углом 0˚, 40˚, 45˚, 50˚, 60˚ и 70˚.
Рисунок 7.13 – Трехмерная модель градирни с внешними воздуховодами
Принцип моделирования, задания сетки, установки необходимых параметров расчета и вывод результатов в программном пакете ANSYS остается неизменным. Добавляется лишь то, что внешние воздуховоды так же, как и градирня имеют стены и нижний вход воздуха окружающей среды с параметрами, заданными ранее.
На рисунках 7.14, 7.15 и 7.16 представлено разбиение моедли модернизированной градирни на конечные элементы. Как и в первом расчете, минимальный размер элемента составляет 0,3 м, а максимальный, 0,5 м, а угол конечного элемента не превышает 18 градусов.
Рисунок 7.14 – Конечно-элементная модель модернизированной градирни
Рисунок 7.15 – Конечно-элементная модель модернизированной градирни
Рисунок 7.16 – Конечно-элементная модель модернизированной градирни
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.