Nejnavštěvovanější odborný portál pro stavebnictví a technická zařízení budov

Stanovení součinitelů místních odporů s využitím CFD (II)

Jedná se o druhé pokračování série článků zabývajících stanovením součinitelů místních odporů ve vzduchotechnice s využitím počítačové mechaniky tekutin (CFD). Předmětem textu je tvarovka S kus. Článek je určen odborníkům.

1. Řešený případ

Na následujícím obrázku je znázorněn řešený případ.


Obrázek 1 - Řešená tvarovka a rozměry celého modelu

Model je řešen ve 3D. Na obrázku 1 je rozměr celého modelu. Pro výpočet byl použit CFD software FLUENT6.2. V tabulce 1 jsou zadávané okrajové podmínky.

1.1 Okrajové podmínky

Rychlost na vstupu w [m/s] 5
Hustota vzduchu ρ [kg/m3] 1,2
Rozměry potrubí a x b [mm] 500 x 500
Model turbulence k-ε, RNG
Počet kontrolních objemů 905 000

Tabulka 1 - Okrajové podmínky


Obrázek 2 - Detail zasíťování modelu

1.2 Výsledky výpočtů

Na následujících obrázcích jsou vidět výsledky výpočtů. Na obrázku 3 je vidět rychlostní pole v podélném řezu ve středu potrubí a rychlostní pole v řezech za tvarovkou ve vzdálenostech 0,5 m.

Pro znázornění rychlostního pole bylo pro přehled použito jednotného měřítka (0 - 12 m/s).


Obrázek 3 - Rychlostní pole v podélném řezu ve středu potrubí a v řezech

1.3 Stanovení součinitele místní ztráty

V tabulce 2 je uveden rozdíl tlaků na vstupu do potrubí a na výstupu a zároveň vypočítaný součinitel místní ztráty ξ [-]. V dalších sloupcích je pro porovnání uveden součinitel místní ztráty z různé literatury. Při výpočtech byl brán zřetel i na tlakovou ztrátu třením.

Případ Re [-] rozdíl pcelk[Pa] ξ [-] ξ [L1]
[-]
(zdroj L3)
ξ [L2]
[-]
ξ [L3]
[-]
S-kus 167 654 54,73 3,32 4,18 2,1 4,18

Tabulka 2 - Rozdíl celkových tlaků na vstupu do potrubí a na výstupu, součinitel místní
ztráty a porovnání s literaturou

1.4 Hodnocení

Rychlost v podélném řezu, jak je vidět na obrázku, dosahuje za ohybem rychlosti více než 11 m/s. Součinitel místní ztráty je nejnepříznivější. Proudění navíc není ustálené, dochází k pulzaci proudu vzduchu.


(kliknutím spustíte animaci)


(kliknutím spustíte animaci)


(kliknutím spustíte animaci)

Práce vznikla za podpory programu MŠMT výzkumné záměry, č. MSM 6840770011

2. Použitá literatura

[1] ASHRAE Handbook 2001 Fundamentals, 2001, ASHRAE, Atlanta. ISBN-1-883413-87-7
[2] Recknagel, Sprenger, Schramek: Taschenbuch fur Heizung und Klimatechnik
[3] И. Е. Идельцик, 1960, Справоцник по гидравлицескимсопротивлениям

 
 
Reklama