Update Project (ЛКМ над графическим окном) → Предупреждение

Рис. 1.35. Вид рабочего окна в препроцессоре

а

б

Рис. 1.36. Вызов вкладки настроек домена: а – первый шаг настройки; б – задание опций

Workbench → OK → Setup (ПКМв ячейке В2) → Edit.

Выполнен переход в препроцессор CFX - CFX - Pre. Появилось изображение в рабочем окне, показанное на рис. 1.35.

6. Задание материалов и математической модели

Вкладка Outline (слева) – Раздел Simulation – Flow Analysis → Default Domain (2ЛКМ)
(рис. 1.36, а) → Появилось окно Details of Default Domain in Flow Analysis (рис. 1.36, б) с разделами опций настроек домена → Снова перейти на вкладку Outline →

→ Simulation → Materials (ПКМ) → Insert → Material → В окне вставки материала ввести имя Material 1 → OK → Открылся раздел Basic Settings вкладки Material:Material1 → Перейти в раздел Material Properties вкладки → Установить: Option – General Material;термодинамические свойства:
Option – Value;молярная масса
Molar Mass – 31 kg / kmol;плотность Density – 0.275 kg / m ³;

Рис. 1.37. Задание свойств создаваемого материала

теплоемкость Specific Heat Capacity – поставить ; в открывшемся окне – 1306 J / kg. K;– Constant Pressure;Transport Properties – ПКМ по плюсу справа;Dynamic Viscosity – поставить ;

Dynamic Viscosity – 0.0000484 Pa.c;Thermal Conductivity – поставить ; Thermal Conductivity – 0.109 W/m.K → OK. Вид вкладки после ввода данных показан на рис. 1.37.

Выбрать созданный материал:
→ Вкладка (рис. 1.38, а): Domain: Default Domain( 2ЛКМ ) →
→ Перейти в раздел Basic Setting → Установить:
В разделе Fluid1: Option – Material Libraru;Material – Material1.

а	б
Рис. 1.38. Выбор созданного материала (а)и задание модели(б)

 → Вкладка Fluid Models:

Раздел Heat Transfer: Option – Thermal Energy;включить диссипацию вязкости Incl. Viscous Dissipation – поставить ;

Раздел Turbulence: Option – k-Epsilon;
Wall Function – Scalable;Combustion – None;Thermal Radiation – Monte Carlo;Number of Histories – 10000;Transfer Mode – Participating Media; Spectral Model – Gray;Scattering Model – None → OK.

Раздел вкладки после заполнения показан на рис. 1.38, б.

7. Задание граничных условий:

 – Регион входного отверстия горелки:

→ Boundary (над графическим окном) → Ввести имя INLET 1 → OK.

Раздел настроек Basic Setting вкладки Boundary: INLET 1 (рис. 1.39, а):

а

б

Рис. 1.39. Задание граничных условий для региона INLET1: а – опции раздела Basic Setting; б – опции раздела Boundary Details

Boundary Type – Inlet; Location – INLET1.

Раздел настроек Boundary Details (рис. 1.39, б):

Flow Regime – Subsonic;Mass And Momentum – Normal Speed; Normal Speed – 2.65 m/s;Turbulence – Medium (Intensity = 5 %);Heat Transfer - Static Temperature; Static Temperature – 1500 C;Thermal Radiation – Local Temperature → OK.

 

– Регион входного отверстия под пережимом свода печи:
→ Boundary → Ввести имя INLET 2 → OK;

Раздел настроек Basic Setting вкладки Boundary: INLET2:

Boundary Type – Inlet;Location – INLET2.

Раздел настроек Boundary Details:

Flow Regime – Subsonic;Mass And Momentum – Normal Speed; Normal Speed – 0.1 m/s;Turbulence – Medium (Intensity = 5 %);Heat Transfer – Static Temperature; Static Temperature – 1200 C;Thermal Radiation – Local Temperature → OK.

 

– Регион выходного отверстия зоны:
→ Boundary → Ввести имя OUTLET → OK

Раздел настроек Basic Setting:

Boundary Type – Outlet;Location – OUTLET.

Раздел настроек Boundary Details:

Flow Regime – Subsonic;Mass And Momentum – Average Static Pressure; Relative Pressure – 0 Pa; – 0.05; – Average Over Whole Outlet;– Local Temperature → OK.

– Регион верхних внутренних поверхностей объема зоны на границе с кладкой печи:

→ Boundary → Ввести имя WALL 1 → OK.

Раздел настроек Basic Setting:

Boundary Type – Wall;Location – WALL1.

Раздел настроек Boundary Details:

Mass And Momentum – No Slip Wall; Wall Roughness – Smooth Wall;Heat Transfer – Heat Transfer Coefficient;Heat Trans. Coeff. – 21 W/m²K;Outside Temperature– 25 ⁰C;Thermal Radiation – Opaque;Emissivity – 0.8;Diffuse Fraction – 1; → OK.

– Регион нижней внутренней поверхности зоны:

→ Boundary → Ввести имя WALL 2 → OK.

Раздел настроек Basic Setting:

Boundary Type – Wall;Location – WALL2.

Раздел настроек Boundary Details:

Mass And Momentum – No Slip Wall; Wall Roughness – Smooth Wall;Heat Transfer – Temperature;Fixed Temperature – 600 ⁰C;Thermal Radiation – Opaque;Emissivity – 0.8;Diffuse Fraction – 1; → OK.

Текущее изображение на экране показано на рис. 1.40.

8. Закрытие препроцессора и запуск решения

→  Сохранить → ⊠ Закрыть (ЛКМ вверху справа).

В графическом окне появится видоизмененная схема проекта.

→ Solution (2 ЛКМпо ячейке В3 схемы проекта) → Start Run в появившемся диалоговом окне Define Run. Более подробно запуск решения описан в примере п. 1.4.2, моделирующем процессы в камере, отапливаемой горелкой «труба в трубе».

 

 

Рис. 1.40. Вид экрана после задания граничных условий

 

Предупреждение. Если появилось сообщение ANSYS Workbench «The SFX Solver for system SFX did not produce a results file. No output file is available. Cell B3» → OK.  → ⊠ Закрыть (ЛКМ вверху справа) → Yes (В ответ на предложение сохранить модифицированный проект).  На экране появилось окно Windows.  → Открыть файл проекта в Windows: C:/ calc. CFX / ZONA PECHI _ files / dpo / CFX / CFX / CFX. def → Появляется диалоговое окно Define Run  → Start Run.

 

 → Выполняются вычисления. После их завершения появляется сообщение о завершении счета. Текущее изображение на экране аналогично рис. 1.25.

  → Поставить птицы в разделах изображения   и → OK.

9. Просмотр результатов в постпроцессоре

Вид экрана после выхода в постпроцессор показан на рис. 1.41.

 

 

Рис. 1.41. Экран после выхода в постпроцессор

 

  Построение поля скорости среды в среднем продольном сечении
 камеры

Ширина расчетного участка зоны печи 1,5 м. Среднее сечение – это плоскость (Plane), параллельная плоскости XY на расстоянии 0,75 м от начала координат по оси Z.

 

а	б
Рис. 1.42. Ввод данных в разделы вкладки для построения поля скорости: а – раздел Geometry; б – раздел Colour

В основном меню:

  → Location → Plane.

В окне «Insert Plane» задать имя плоскости Plane 1 → OK. Слева внизу появилась вкладка «Details of Plane 1». На вкладке

в разделе Geometry задать (рис. 1.42, а):

 Domain – All Domains;Method – XY Plane;Z – 0.75 [m].

в разделе Colour ввести (рис. 1.42, б):

 Mode – Variable;Variable – Velocity;Range – Global;Colour Scale – Linear;Colour Map – Default Colour Map;

в разделе Render поставить «птицу» у Show Faces

→ Apply. При поиске наиболее удачного изображения может оказаться удобным иное положение объекта:

→ ПКМ в поле графического окна → Predefined Camera → View Towards Z.

Полученное изображение показано на рис. 1.43.

Рис. 1.43. Поле скорости газов в среднем продольном сечении зоны печи