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Autor Thema:  Verständnis-/Anfängerfrage zum Vorgehen und zu Strömung in einem Objekt (576 mal gelesen)
schlad
Mitglied
Dipl.-Ing. ET/NT

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Beiträge: 2
Registriert: 21.10.2020

erstellt am: 21. Okt. 2020 13:39    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

Gegeben:
Ich baue mir aktuell einen Warmlufterzeuger; siehe:frank.geekheim.de

In Kürze: Eine Kiste (innen schwarz) in die Sonnenlicht durch eine 6qm-Doppelstegplatte einfällt und ein Lüfter, der Kellerluft durch diese "erwärmte" Kiste zieht.

Allerdings wird - entgegen der Ausgangsidee - die Luft AUS meinem Keller gezogen, geht durch den Warmlufterzeuger und wieder in den Keller zurück.

Als Lüfter verwende ich einen 230V-Volt Lüfter (S&P TD-350 mit 458  m³/h an 150mm Rohr), welcher im Ausgang des Warmlufterzeugers angebracht wird, also Luft durch die Kiste zieht.

Die Kiste hat die Originalmaße LxBxH --> 3m x 2m x 0,2m.

Die Temp.-Messung (als Grundlage für die Steuerung) mache ich mittels Raspberry & mehreren DS18B20. Aktuell sind die Messfühler noch an meiner Gas-Therme angeschlossen und reporten zu Thingspeak (siehe https://thingspeak.com/channels/1177004)

Problem:
Bei der Ausgangsidee wird Außenluft von unten angesogen, erwärmt und geht über den Auslass-Lüfter in das Objekt. Bei mir wird über 150mm Rohr _AUS_ die Kellerluft angesogen, geht "unten rechts" in die Kiste und "oben links" wieder raus.

In der Kiste strömt die Luft ungleichmäßig; in den Ecken (oben rechts, unten links) staut sich die warme Luft.

Gesucht:
Deshalb wollte ich - im Zuge der späteren Optimierung - in Blender meine Kiste modellieren. Mit openFOAM das Strömungsverhalten simulieren und mit paraView visualisieren, damit ich über "Spoiler" in der Kiste das Strömungsverhalten positiv beeinflussen kann und trotzdem so wenig wie mögl. zusätzl. Widerstand einbringe.

Frage:
Ich habe allerdings überhaupt keine Ahnung davon. Deshalb Hier die Anfängerfrage an die community, ob der obige Ansatz soweit korrekt/vorstellbar ist

Zusatzfrage:
Verstanden habe ich, wie ich ein Objekt _in_ eine Strömung positioniere. Nicht verstanden habe ich beim "Übergang" von Blender zu openFOAM, wie ich es mache, dass das Fluid _in_ dem Objekt strömt.

Könnt Ihr mir helfen?

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Friendly
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Beiträge: 69
Registriert: 05.06.2017

erstellt am: 21. Okt. 2020 16:02    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 schlad 10 Unities + Antwort hilfreich

Hi,

mit Blender kann ich dir nicht helfen, allerdings dient es auch nur zur Visualisierung?

Du möchtest kalte Kellerluft (sagen wir 15°C) auf ca. 22°C? erhitzen und das nur mit Sonnenlicht? Mein Bauchgefühl sagt mir, dass das nicht funktioniert. Bedenke, dass der Wärmeübergang eines Festkörper auf ein Gas nicht besonders gut ist. Außerdem was machst du wenn die Sonne nicht scheint?

Nehmen wir an, dass dein Raum 20qm groß ist, auch 15°C kalt und 22°C warm werden soll und eine Wandhöhe von 3 m hat, so ergeben sich 20m^2 *3 m *1005 J/(kg*K) *1,2 kg/m^3 * 7 K = 72.360 J.

Sagen wir, die wärmende Fläche deiner Kiste ist 1 m^2 groß und wir nehmen großzügig ein alpha von 300 W/(m^2*K) und eine Oberflächentemperatur von 40°C an, dann ergibt sich ein Wärmestrom 1 m^2 * 300 * 25 K = 7500 W. Daraus ergibt sich somit, dass es ca. 10 Stunden dauern würde deinen Raum aufzuheizen. Und das, wenn die Kiste direkt den Raum aufheizen würde, sprich in diesem stehen würde.


Wenn du das ganze simulieren möchtest, brauchst du einen gekoppelten solver. Das ist zumindest im steadystate möglich mit simpleFoam meine ich. Gemacht habe ich das nicht.

[Diese Nachricht wurde von Friendly am 21. Okt. 2020 editiert.]

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hulli1
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Beiträge: 61
Registriert: 23.01.2020

--

erstellt am: 22. Okt. 2020 14:53    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 schlad 10 Unities + Antwort hilfreich

Hi

schau Dir am besten den case motorbike an. Die Kiste kannst Du auch mit blockMesh machen und deinen Spoiler mit Blender malen/designen und dann als stl exportieren. Dann ersetzt Du einfach die Geometrie anstelle das motorbike nimmst Du Deinen Spoiler (in constant/trisurface reinkopieren). Lasst snappyHexmesh durchlaufen und starte die Berechnung mit z.B pimpleFoam ...
GGf. musst Du einen anderen solver nehmen der Dir die thermodynamik berechnet LG H

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schlad
Mitglied
Dipl.-Ing. ET/NT

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Beiträge: 2
Registriert: 21.10.2020

erstellt am: 23. Okt. 2020 15:23    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

Hi,

erstmal vielen, vielen Dank für Eure Antworten. Ich hab jetzt bzgl. der Visualisierung erstmal mitgenommen, dass ich mich viel weiter da rein arbeiten muss und parallel meine "Kiste" einfach baue. Die Visualisierung heb ich mir für den Winter auf und informiere dann hier, ob und wie die Kiste so klappt.

Danke und schönes Wochenende!

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