ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХСЛОЙНОГО ТЕЧЕНИЯ, С УЧЁТОМ ИЗМЕНЁННОЙ ГЕОМЕТРИИ С ДОБАВЛЕНИЕМ ПАТРУБКОВ.
Построены патрубки и заданы следующие граничные условия:
| |||
| |||
|
|
|
|
В таблице 3 представлены реологические и теплофизические свойства полимеров.
Таблица 3. Реологические и теплофизические свойства полимеров.
| Величины | I слой | II слой |
| Расход, Q кг/с | 0.32 | 0.30 |
| Плотность, g кг/м3 | 1000 | 750 |
| Теплоёмкость, с Дж/(К*кг) | 1500 | 2500 |
| Теплопроводность, λ Вт/(м*К) | 0,28 | 0,17 |
| Начальная вязкость, μ0 | 14000 | 10000 |
Зависимости скорости и температуры от количества элементов сетки приведены на графиках 9 и 10.
График 9. Зависимость скорости от количества элементов сетки
График 10. Зависимость температуры от количества элементов сетки
Результаты расчётов приведены в таблице 4.
Таблица 4. Результаты расчётов
| Количество элементов, N | I слой | II слой | ||
| Т, К | V , м/с | Т, К | V , м/с | |
| 468 | 450,4 | 0,4836 | 435,1 | 0,4741 |
| 1518 | 450,8 | 0,4831 | 439,1 | 0,4719 |
| 3168 | 449,7 | 0,4869 | 439,8 | 0,4799 |
| 5418 | 450 | 0,4864 | 440 | 0,4797 |
| 11718 | 450 | 0,4877 | 440 | 0,4811 |
Из полученных графиков, можно сделать вывод, что оптимальное количество разбиений, при котором температура становится неизменной = 5418 элементов.
|
|
|
Изменение температурного поля приведенного на рисунке 4. Оно показывает достаточно равномерный характер прогрева материала. Полученное поле скоростей представлено на рисунке 5.
Рис.4 Изменение температурного поля
| 
Рис. 5 Распределение поля скоростей
|
Из полученных результатов построены график изменения скорости от высоты канала кабельной головки, и график зависимости температуры от высоты канала: на входе, в середине и на выходе из канала.
График 11. Кривые изменения скорости по высотке канала
Кривые распределения температуры по высоте канала кабельной головки показаны на графике 12.
Рис.12 График изменения температуры по высоте канала кабельной головки
По результатам исследования, была построена зависимость температуры от количества элементов сетки и выбрано оптимальное количество элементов равное 5418, так же были построены графики распределения температуры и высоты по высоты канала.
ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХСЛОЙНОГО ТЕЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ТРЕХМЕРНОЙ ПОСТАНОВКЕ.
На рис. 1 представлен чертеж расчетной области с исходными данными, где I – полимерный материал 1; II – полимерный материал 2.
|
|
|
Рис. 1. Расчетная область с исходными данными
В таблице 1 представлены реологические и теплофизические свойства полимеров.
Таблица 1. Реологические и теплофизические свойства полимеров.
| Величины | I слой | II слой |
| Расход, Q кг/с | 0.06 | 0.05 |
| Плотность, g кг/м3 | 1000 | 750 |
| Теплоёмкость, с Дж/(К*кг) | 1500 | 2500 |
| Теплопроводность, λ Вт/(м*К) | 0,28 | 0,17 |
| Начальная вязкость, μ0 | 14000 | 10000 |
После решения данной задачи, в рабочей среде ANSYS, были получены результаты, на которых видны: поле скоростей и температурное поле. При сравнении задач сделанных в осесимметричной постановкой с зажачей в трёхмерной постановке, были сделаны следующие аналитические заключения:
На рис. 2 и рис. 3 изображены поля скоростей в трёхмерной и осесимметричной постановках. Распределение скоростей в канале одинаково, как для осесимметричной, так и для трехмерной постановки. Максимальная скорость сосредоточена на токопроводящей жиле, имеющей скорость 0,3 м/с.
Рис. 2. Поле скоростей в трёхмерной постановке
Рис. 3. Поле скоростей в осисимметричной постановке
На рис. 4 и рис. 5 представлены температурные поля в трёхмерной и осесимметричной постановках. Распределение температуры по длине канала в осесимметричной постановке имеет более адекватный характер в отличие от температурного поля в трехмерной постановке. Данная аномалия возможна из-за неправильного задания законов течения и/или численных значений.
|
|
|
Рис. 4. Температурное поле в трёхмерной постановке
Рис. 5. Температурное поле в осесимметричной постановке
В ходе проведения сравнительного анализа второй и третьей модели был сделан вывод, что поля скоростей имеют одинаковое распределение. Что касается температурных полей, то здесь необходимо провести дополнительный анализ адекватности всей расчетной модели.
ВЫВОД
В ходе данных исследований были построены три модели двухслойного течения полимерных материалов, построены зависимости температуры от количества элементов сетки и выбрано оптимальное количество элементов для двух первых исследований, так же проведен сравнительный анализ второй и третьей модели.
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 98; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!