Insert → Location → Line

В появившемся окне введем название создаваемого отрезка (по умолчанию Line 1) и нажмем OK.

В окне Details of Line 1 в раскрывающемся списке Domain выберем Oil (рисунок 4.58).

Задаем местоположение отрезка с помощью координат двух его точек; для этого в строке Point 1 введем координаты X=0, Y=0.1, Z=15, а в строке Point 2 – X=0, Y=-0.1, Z=15 (мы исключаем построение эпюры у самой стенки трубы, т.к. в этой области присутствуют высокие градиенты скорости и эпюра у стенки будет представляться горизонтальной прямой). Нажмем Apply. Как видно в графическом окне, отрезок охватывает только часть потока. Для того чтобы продолжить отрезок и довести его до стенок трубы достаточно в разделе Line Type окна Details of Line 1 выбрать параметр Cut. Повторно нажимаем Apply.



Рисунок 4.58 – Свойства прямой

(b) Построим эпюру скоростей в сечении потока

Insert → Chart

В появившемся окне введем название графика (по умолчанию Chart 1) и нажмем OK.

Замечание: после того, как мы задали имя графику, графическое окно с моделью трубопровода автоматически сменится на окно просмотра графиков Chart Viewer. Всегда можно снова переключиться на графическое окно проекта, выбрав вкладку 3D Viewer в нижней правой части экрана.

В появившемся в нижней левой части экрана окне Details of Chart 1 выбираем вкладку Data Series, и в раскрывающемся списке Location раздела Data Source выбираем созданный отрезок Line 1 (рисунок 4.59).

Во вкладке X Axis в раскрывающемся списке Variable раздела Data Selection выбираем показатель Velocity (скорость).



Рисунок 4.59 – Свойства графика

Во вкладке Y Axis в раскрывающемся списке Variable раздела Data Selection выбираем показатель Y (данные по скорости будут показаны вдоль оси Y).

Нажимаем Apply. После этого в левой части экрана выведется заданный график (рисунок 4.60).

Замечание: Можно строить различные графики для различных переменных по осям X и Y. Например, изменив значение

---

Velocity во вкладке X Axis на значение Temperature, можно построить эпюру температур для потока нефти.



Рисунок 4.60 – Эпюра скорости в поперечном сечении трубы

4.3.3 Использование инструмента Probe

При помощи инструмента Probe (проба) можно получить значение какого-либо показателя (давление, температура, скорость потока и др.) в любой точке исследуемой виртуальной модели, задав предварительно координаты этой точки.

Для этого в главном меню нужно выбрать

Tools → Probe

После этого в нижней части графического экрана появится панель инструмента Probe, включающая в себя значения координат точки и исследуемого в этой точке параметра (рисунок 4.61).



Рисунок 4.61 – Панель инструмента «Probe»

Таким образом, данный инструмент позволяет быстро снять необходимые показатели в любой точке модели без помощи дополнительных функций.
4.4 Задание для самостоятельной работы.

Выполнить комплексный термогидродинамический расчет для нижеприведенных граничных условий согласно выданному варианту (таблица 1).

Длина трубопровода – ____ м, диаметр трубы ___ м, толщина стенки ___ мм, начальная температура потока ___ ºС, давление на выходе ___ МПа, расход нефти на входе ___ м³/ч.
Таблица 1 – Исходные данные

№ вар.	Длина трубопровода, м	Диа-метр трубы, мм	Тол-щина стенки, мм	Начальная температура, ºС	Давление на выходе, МПа	Расход, м3/ч
1	15	219	5	55	3	494
2	17,5	219	5,5	55	3	734
3	20	219	6	55	3	824
4	22,5	325	6	55	3,5	1662
5	25	325	6,5	55	3,5	1100
6	15	325	7	60	3,5	1860
7	17,5	450	7	60	4	2150
8	20	450	7,5	60	4	2675
9	22,5	450	8	60	4	3195
10	25	530	8	60	4,5	4480
11	15	530	8,5	65	4,5	3720
12	17,5	530	9	65	4,5	5040
13	20	720	9	65	5	8360
14	22,5	720	9,5	65	5	9450
15	25	720	10	65	5	6930

---

Построить и проанализировать:

1) Эпюру скоростей потока в середине трубопровода, а также на расстоянии 1, 2.5 и 5 метров от начала и конца трубы;

2) Эпюру температур потока в середине трубопровода, а также на расстоянии 1, 2.5 и 5 метров от начала и конца трубы;

3) Температурное поле для поперечного сечения потока в середине трубопровода;

4) График падения температуры по длине трубопровода;

5) График падения давления по длине трубопровода.

---

Глава 5. Пример расчета смешанного потока (горячего с холодным)

5.1 Постановка задачи

Задача состоит в том, чтобы создать виртуальную модель смешивающего колена, задав все необходимые исходные геометрические данные и граничные условия; провести гидравлический и тепловой анализ работы виртуальной модели; на основе проведенного анализа оптимизировать конструкцию смешивающего колена.

Решение данной задачи также можно найти в ANSYS FLUENT 12.1 Tutorials.

Исходные данные: смешивающее колено со всеми необходимыми геометрическими данными и граничными условиями представлено на рисунке 5.1.


Рисунок 5.1 – Расчетная схема смешивающего колена
5.2 Порядок расчета

Ниже приведена пошаговая инструкция по расчету в ANSYS/FLUENT 12.1 «горячего» подземного нефтепровода, включающая в себя следующие этапы: создание геометрии модели трубы, генерация расчетной сетки, задание граничных условий модели, запуск модели на расчет.
Шаг 1. Создание Fluid Flow Analysis System в ANSYS Workbench
1.1 Запустим приложение ANSYS Workbench из меню Пуск, затем выберем Workbench в линейке продуктов ANSYS 12.1:

Пуск → Все программы → ANSYS 12.1 → Workbench

После этого запустится окно приложения ANSYS Workbench, состоящего из Toolbox (инструментальная панель) в левой части и Project Schematic (схема проекта) в правой.
1.2 Создадим шаблон проекта, нажав дважды нажав левой клавишей мышки на опцию Fluid Flow (FLUENT)в разделе Analysis Systems в Toolbox (инструментальная панель).

Таким образом, будет создан шаблон проекта, представляющий собой 5 последовательных этапов, выполнение которых необходимо для решения поставленной задачи: создание геометрии виртуальной модели (ячейка 2 шаблона – Geometry), генерация расчетной сетки модели (ячейка 3 шаблона – Mesh), задание граничных условий (ячейка 4 шаблона – Setup), выполнение расчета (ячейка 5 шаблона – Solution), анализ полученных результатов (ячейка 6 шаблона – Results).
1.3 Ввод имени созданного проекта:

(a) Кликнем два раза на надпись Fluid Flow (FLUENT) внизу созданного проекта (если она еще не подсвечена).

(b) Введем имя, например, «Mixing elbow» в качестве имени проекта.
1.4 Запись проекта:

---

(a) Выберем Save...(сохранить) в меню File в панели меню ANSYS Workbench.

File → Save...

После этого появится Save As диалоговое окно, где необходимо выбрать свою рабочую папку и имя для ANSYS Workbench проекта.

(b) В рабочей папке введем имя проекта (задается произвольно) и нажмем кнопку Save.

Шаг 2. Создание геометрии модели трубы в ANSYS DesignModeler

Для задания расчетной области виртуальной модели трубопровода можно создать геометрию в ANSYS DesignModeler или импортировать файл из CAD системы. В этом примере мы создадим геометрию в ANSYS DesignModeler.
2.1 Запуск ANSYS DesignModeler:

В окне Project Schematic кликнем два раза на ячейку Geometry в созданном проекте. После этого загрузится приложение ANSYS DesignModeler. Также можно щелкнуть на ячейку Geometry правой кнопки мыши для появления контекстного меню, где необходимо выбрать опцию NewGeometry...
2.2 В появившемся диалогом окне выберем Centimeter (сантиметры) в качестве единицы измерения длины для ANSYS DesignModeler и нажмем OK (рисунок 5.2).



Рисунок 5.2 – Выбор единиц измерения длины

2.3 Построение тела колена.

Построение искривленных объектов удобно осуществлять с помощью инструмента Sweep. Этот инструмент позволяет построить криволинейный вытянутый объект, задав профиль поперечного сечения объекта и траекторию его продольной оси.

(a) В дерево построения Tree Outline выделим пункт ZXPlane и нажмем на вкладку Sketching в нижней части окна. Откроется окно Sketching Toolboxes в котором находятся все основные инструменты для построения и редактирования двухмерных объектов.

(b) В окне Sketching Toolboxes нажмем на пункт Settings (настройки). В подпункте Grid поставим галочки напротив Show in 2D (отображение сетки) и Snap (привязка курсора к узлам сетки) (рисунок 5.3).



Рисунок 5.3 – Установка сетки построения

(с) В пункте Settings напротив Major Grid Spacing выставим значение 5 cm (основной шаг сетки) и напротив Minor-Steps per Major значение 1 (количество дополнительных делений в основной ячейке сетки).

(d) В пункте Draw окна Sketching Toolboxes воспользуемся инструментами Line (линия) и Arc by Center (дуга) для того, чтобы построить ось создаваемого колена

---

Смотрите также файлы

• Темы занятий.docx

• Химический факультет отчет по учебной практике.docx

• Разговор о важном 23 января 2023 г.docx

• Тема вкр Моделирование специальной физической подготовки в тренировочном процессе биатлонистов оглавление.docx

• Бортовые магнитофоны.pptx