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Autor Thema:  Flow Simulation Kühlschrank (2577 mal gelesen)
mcchickents
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Solid Works 2017

erstellt am: 29. Aug. 2017 10:57    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


Kuhlschrank.zip

 
Guten Tag Zusammen,

wir beschäftigen uns jetzt schon eine ganze Weile mit einer Aufgabenstellung in Flow Simulation. Unser Flow Vertriebspartner hat mittlerweile schon vier verschiedene Mitarbeiter über das Projekt sehen lasse. Auch der direkte Kontakt an Solid hat bisher noch keine guten Resultate erbracht. Deswegen versuchen wir es jetzt mithilfe eines Forums ob es möglich ist neue Ansätze zur Lösung unseres Problems zubekommen

Zum eigentlichen Problem wir möchten ein Kühlhaus und die dort darin befindlichen Waren auf ihren Thermischen Abkühlvorgang untersuchen. Unser Ziel ist es nach der Simulation zu erfahren wie groß unsere Kühlleistung sein muss um z.b. 3 Tonnen Obst von 25°C auf 6°C in 10Stunden abzukühlen. Hierzu haben wir auch schon Simulationen durchgeführt, hierbei sind leider aus unsere Sicht keine guten Ergebnisse bei rausgekommen. Die Leistungen waren entweder viel zu groß oder die Zeit viel zu lange. Da so ein Kühlhaus und die darin befindlichen Waren nicht gerade Ressourcen freundlich sind haben wir uns eine einfachere Simulation überlegt. Wo auch ein in der Realität durchgeführter Versuch aufgezeichnet worden ist (siehe Anlage).

Wir haben ein Glasbehälter mit 0,9l Wassergefüllt. Das Wasser haben wir zuvor auf 65°C erhitzt. Den Behälter haben wir dann in den Kühlschrank gestellt, die Abkühlkurve von 65°C auf 8°C ist im Anhang. Wir wissen, dass unser Kühlschrank eine Kälteleistung im Bereich  von 120W bis 160W haben muss. Mit einem Infrarot Thermometer haben wir die Rückwand des Kühlschrankes gemessen diese hat im Schnitt 3°C. Der Behälter hat in der Realität knapp 8 Stunden benötigt um auf 8°C abzukühlen. Unsere Simulation (Modell ist im Anhang) benötigt 16 Stunden.

Eine unsere Fragen wäre darf unser Modell komplett abgeschlossen sein das Heißt kein Einlass und keinen Auslass haben? Es gibt ja in der Physik die Energieerhaltung diese müsste doch verletzt sein, oder wo kann die Energie in einem Abgeschlossen System hin?


Für Hilfestellung oder Anregungen wären wir sehr dankbar. Ich glaube unsere Distributor auch^^

Gruß Julian

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mcchickents
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Solid Works 2017

erstellt am: 31. Aug. 2017 08:37    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hallo Zusammen,

hat noch keiner von euch einen Kühlschrank simuliert. Um den Nachweis zu erbringen ob sein Lieblingskaltgetränk auch in der virtuellen Welt Zeitig kalt wird?

Gruß Julian

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Tredji
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erstellt am: 31. Aug. 2017 11:11    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für mcchickents 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo Julian,

ich stelle mir momentan die Frage warum du eine Flow Simulation also Strömungssimulation machen möchtest ?
SolidWorks Simulation bietet auch die Möglichkeit einer thermischen Analyse.

Geht es dir wirklich nur um die benötigte Kühlleistung ?

Wie seid ihr denn in der Simulation vorgegangen ? Welche Annahmen und Randbedingungen habt ihr verwendet ?

------------------
------------------------------------------
„Der gefährlichste Satz einer Sprache ist: „Das haben wir schon immer so gemacht“.“

„Im Zweifelsfall – Tu es.“

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mcchickents
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Solid Works 2017

erstellt am: 31. Aug. 2017 11:30    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


forum1.JPG

 
Hallo Tredji,

vielen dank für deine Antwort.
Ich habe in meinem ersten post das SW Modell angehängt. Da müsste man doch auch die ganze Einstellung von Flow Simulation sehen oder?

Anbei ein Bild von der Simulation.

Zu den aus meiner Sicht wichtigsten Einstellungen:

Randbedingungen: zur Zeit ideale Wand kann man aber auch weglassen indem man in den Einstellung den hacken bei "hohlräume ohne Strömungsbedingungen ausschließen" entfernt

reicht das oder soll ich jede Einstellung hier aufführen?

PS wir haben auf der Arbeit nur flow Simulation

[Diese Nachricht wurde von mcchickents am 31. Aug. 2017 editiert.]

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Duke711
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erstellt am: 31. Aug. 2017 12:32    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für mcchickents 10 Unities + Antwort hilfreich

Ich sehe keine Strömungsimulation, sondern nur ein banales thermisches Modell. Das thermische Modell nimmt eine statische Luftschicht an. In Wirklichkeit zirkuliert die Luft aber im Innenraum. Da bei einer zirkulierenden Luftschicht der Wärmeübergangskoeffizient besser ist, kühlt das reale Modell deutlich schneller ab. Verdunstungseffekte vom Wasser werden im übrigen auch nicht berücksichtig.
So ein banales thermisches Modell kann man annehmen, wenn die genauen Wärmeübergangs- und Wärmedurchgangskoeffizienten bekannt sind. Und genau da liegt der Hund begraben. Denn diese werden in der thermischen Simulation als RBs festgelegt. Und wenn die RBs nun mal nicht stimmen, dann kommt eben ein falsches Ergebnis herraus. Der Fehler liegt also nicht bei der Simulation, sondern beim Anwender.
Im übrigen wäre man gut beraten die Wärmestrahlung mit mind. einen S2S (Surface to Surface) Modell einzubeziehen.

Bei nicht bekannten Wärmeübergangskoeffizienten sollte eine Strömungssimulation durchgeführt werden.
Das beinhaltet die innere Luftschicht, die äußere Luftschicht als Berechnungsraum. Zusätzlich die Zweiphasenströmung im Verdampfer.
Ja richtig, dann wird es eine sehr aufwendig und rechenlastige Simulation. Wobei Solidworksim nach meinen Wissenstand kein Mehrphasenströmungsmodell beinhaltet.

[Diese Nachricht wurde von Duke711 am 31. Aug. 2017 editiert.]

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mcchickents
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Solid Works 2017

erstellt am: 31. Aug. 2017 12:58    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hallo Duke711,

danke für deine Antwort.

Das beigefügte Modell ist ja nur der letzte Stand, dazwischen wurden auch schon eine Reihe anderer Modelle ausprobiert. vielleicht könntest du auf ein paar Sachen genauer eingehen.

Zitat:
In Wirklichkeit zirkuliert die Luft aber im Innenraum.

Ein altmodischer Kühlschrank besitzt im Innern ja auch keinen Lüfter der die Luft umwälzt dies geschieht doch ausschließlich durch Konvektion? 

Zitat:
Im übrigen wäre man gut beraten die Wärmestrahlung mit mind. einen S2S (Surface to Surface) Modell einzubeziehen.

Kannst du das S2S bitte genauer erklären Sollen hier  Oberflächen aufeinander referenziert werden? Und falls Ja warum.

Zitat:
Bei nicht bekannten Wärmeübergangskoeffizienten sollte eine Strömungssimulation durchgeführt werden.
Das beinhaltet die innere Luftschicht, die äußere Luftschicht als Berechnungsraum. Zusätzlich die Zweiphasenströmung im Verdampfer.
Ja richtig, dann wird es eine sehr aufwendig und rechenlastige Simulation. Wobei Solidworksim nach meinen Wissenstand kein Mehrphasenströmungsmodell beinhaltet.

Das heißt wir müssen den Verdampfer der Hinter der Rückwand sitzt 1:1 modellieren. Und durch diesen dann R600a schicken? 

Hast du mir vielleicht noch einen Ansatz wie das Globale Ziel Wärmestrom zu verstehen ist? Bei meiner Sim pendelt das immer um die 0 Achse. Energieerhaltung?


Vielen Dank schon einmal Gruß Julian

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Duke711
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erstellt am: 31. Aug. 2017 14:49    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für mcchickents 10 Unities + Antwort hilfreich

Ich habe Dir eine PM geschrieben-

Achja bezüglich Zirkulation:

"Kamineffekt"/Freie Konvektion: Die Luft kühlt sich am Verdampfer ab und sinkt Aufgrund des Dichteunterschieds zu Boden. Sobald diese vom warmen Wasser erwärmt wird, steigt diese auf.

[Diese Nachricht wurde von Duke711 am 31. Aug. 2017 editiert.]

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N.Lesch
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SWX 2012

erstellt am: 31. Aug. 2017 16:17    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für mcchickents 10 Unities + Antwort hilfreich

Ich würde das ganz zu Fuss rechnen. Obst besteht zu mindesten 95 % aus Wasser.
Da kannst Du ganz einfach ausrechnen welche Energiemenge notwendig ist.
Wenn das zu kühlende Obst zu eng beisammen gepackt ist, funktioniert
das Abkühlen eh nicht.

------------------
Klaus

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freierfall
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Kuhlschrank.pdf

 
Guten Morgen, für mich ist das verständlich dass es länger dauert, denn du hast in deinem System keinen Wärmetauscher. Dein Isolierung schliesst das gesamte System ein. Durch den Wärmeübertragungskoeffizenten dauert es halt bis die Temperatur raus kann.

ich habe so was noch nicht gemacht, ich würde hier aus der technischen Datenbank einen Kühlkörper umbauen mit den Daten der kühlanlage aber wichtig, das muss auch abgeleitet werden können.

Oder man schaut sich die realen oberflächen an. Damit kannst du auch deinen Wärmeübertragung erzeugen.

herzlich Sascha

[Diese Nachricht wurde von freierfall am 01. Sep. 2017 editiert.]

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mcchickents
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forum2.JPG

 
Guten Morgen,

wie würdest du den Wärmetauscher in das System integrieren? Aus der technischen Datenbank einen Kühler verwenden?

Zitat:
Dein Isolierung schliesst das gesamte System ein. Durch den Wärmeübertragungskoeffizenten dauert es halt bis die Temperatur raus kann.

Meine Simulation lässt doch gar keine Wärme aus dem System, hab mal ein Bild dazu erstellt.

Gruß Julian

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freierfall
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du weiß ich leider nicht und ich müsste da mir mehr Zeit nehmen und die habe ich gerade meinen Kunden zu geben.   - Aufträge sind immer gut.

in dem Flowlehrbuch würde ich einmal D1 - 150W Halogen Floodlight nacharbeiten. Denn ich denke, das ist genau dein Ding.

Aber frage doch mal bei DPS und Solidline nach um eine Teamviewerschulung, dafür müssten 1h Vorbereitung und 1h Stunde Schulung locker ausreichen. Vermutlich ist das auch schon zu viel. Die haben Leute die das können.  

herzlich Sascha

[Diese Nachricht wurde von freierfall am 01. Sep. 2017 editiert.]

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mcchickents
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erstellt am: 04. Sep. 2017 11:06    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Vielen Dank für die Antwort,

ich werde mir das genannte Kapital mal genauer anschauen. Bei der erst genannte Firma habe ich vor fünf Wochen ein Serviceanfrage gestellt. Es haben sich auch schon drei verschiedene Mitarbeiter das Problem angeschaut. Leider konnten wir hierdurch das Problem noch nicht lösen. 

Ich habe letzte Woche noch mit der Firma Solidpro über dies Problem unterhalten. Der Mitarbeiter wollte sich das Problem im laufe der Woche auch noch anschauen und sich bei mir melden.

Falls es etwas neues gibt werde ich mich hier natürlich melden und die Infos teilen. Falls noch jemand eine Idee hat immer her damit^^

Gruß Julian 

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Duke711
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erstellt am: 04. Sep. 2017 15:01    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für mcchickents 10 Unities + Antwort hilfreich

Zitat:
Original erstellt von mcchickents:
Guten Morgen,

wie würdest du den Wärmetauscher in das System integrieren? Aus der technischen Datenbank einen Kühler verwenden?

Meine Simulation lässt doch gar keine Wärme aus dem System, hab mal ein Bild dazu erstellt.

Gruß Julian


Genau, aber der Wasserbottich hat 65 °C und strahlt deshalb auch einen nicht unerheblichen Teil an die Umgebung ab.

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