www.proCae.ru - это последняя модификация нескольких сайтов CAD, CAE и CAM тематики. На страницах ресурса Вы найдете хорошие статьи, посвященные таким СAD, как SolidWorks, Компас AutoCAD, расчетам в таких CAE, как Ansys, Ansys CFX, Fluent, Star-CD, QForm и многое другое.
Данная статья входит в набор статей для решения задачи "Моделирование осевого вентилятора в Ansys 12"
Полный список статей для этой задачи таков:
1. Создание геометрии в Ansys BladeModeler
2. Предварительные расчеты (данная статья)
3. Создание сетки с помощью CFX-Mesh
5. Поспроцесоорная обработка результатов в CFD-Post
См. также:
6. Расчет течения в Ansys Fluent
Сопутсвующие матераилы:
Расчет штамповки ступицы вентилятора в сиcтеме QForm 2D/3D
Рассчитываются некоторые базовые характеристики вентилятора, используя известные формулы и определения. Строются треугольники скоростей.
Имеется осевой вентилятор, скорость вращения rpm=3000 оборотов в минуту.
Количество лопаток - 28.
Диаметр обода (shroud) Rs=231 mm
Диаметр ступицы (hub) Rh=162 mm
Определим треугольники скоростей для проектного режима.
Средний радиус (mean) Rm= (231+162)/2= 196.5 mm
Угловая скорость omega=2*pi*rpm/60= 314.159 rad s^-1
Тангенциальная скорость (постоянная для одинакового радиуса) U=omega * Rm= 61.7323 m/s
Углы входа и выхода (для среднего радиуса):
beta1=71.2
beta2=28.8
Рис. 1 Геометрия и треугольники скоростей.
Вектор абсолютной скорости на входе в машину направлен по оси (при отсутствии напраляющего аппарата), таким образом: Ca=Сa1= U/tg(beta1)= 21.0154 m s^-1 (можно получить построив треугольники скоростей в скетчере CAD-программы).
Ca1 - меридиональная проекция абсолютной скорости на входе, Cw1 - тангенциальная.
Под проектировочным режимом подразумеваем безударный вход и выход по касательной к средней линии.
Площадь сечения S= pi (Rs^2-Rh^2)= 0.0851906 m^2
Плотность воздуха rho= 1.185 kg m^-3
Объёмный расход примем Q=Ca*S= 1.79031 m^3 s^-1
Массовый расход m= rho*Q= 2.12152 kg s^-1
Осевая составляющая скорости не меняется при проходе через вентилятор.
Определим тангенциальную проекцию абсолютной скорости на выходе.
Из треугольника скоростей на выходе (рис. 1) можно получить
Cw2=U-Ca2*tg(beta2)= U-Ca*tg(beta2)= 50.179 m s^-1
Энергия необходимая для вращения ротора вентилятора составит:
W=m (Cw2*U2- Cw1*U1)=m*U*Cw2= 6571.76 W (Вт).
