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  Hilfe zur Erstellung einer Luftzirkulation Simulation eines Ringlüfters für 3d druck

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Autor Thema:   Hilfe zur Erstellung einer Luftzirkulation Simulation eines Ringlüfters für 3d druck (635 mal gelesen)
3dJunkie
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erstellt am: 22. Jul. 2019 19:25    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


flow3.JPG

 
Ich habe für einen 3D Drucker ein Bauteil entworfen damit das 3d gedruckte Teil gekühlt wird. Siehe Screenshots.
Nun würde ich gerne mit SW Flow Simulation eine Simulation der Luftzirkulation erstellen, um zu sehen wie und wohin die Luft ausströmt und ob es verwirbelungen oder andere Probleme gibt. Auch um das Bauteil nachzubessern in punkto Auslassöffnungen usw. Bekannt ist mir

Könnte mir hierzu bitte jemand zumindest ansatzweise erklären wie ich das erstellen kann? Denn bei einem Ringlüfert habe ich ja mehrere Auslassöfnungen und jede muss ich mit einem Deckel versehen, was bei der anordnung der Öffnungen schon fast unmöglich erscheint. aber auch welche Einstellungen vorgenommen werden müssen, damit ich so etwas wie auf den Screenshots erhalte ist mir noch nicht ganz klar.

So in etwa stelle ich mir das vor: https://www.youtube.com/watch?v=BS1bBQ1rDGw

Bekannt sind mir folgende Werte:
Number of revolutions: 2200 ± 10% R.P.M
Airvolume Flow: 5,9CFM

Ich sag schon mal Danke!

[Diese Nachricht wurde von 3dJunkie am 22. Jul. 2019 editiert.]

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erstellt am: 23. Jul. 2019 04:09    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 3dJunkie 10 Unities + Antwort hilfreich

kannst den Dummy oder Bereich vom Lüfter hochladen? Man kann Deckel auch anordnen was ich bisher noch nicht hinbekommem habe Deckel selber erstellen und ich weiß gerade auch nicht ob diese immer planar sein müssen. herzlich Sascha

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erstellt am: 24. Jul. 2019 11:51    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


cooling_duct_v5.SLDPRT


ringl02.JPG

 
Im Anhang das Bauteil.
Der Deckel für den Einlass ist kein Problem. Aber die Deckel für die Auslassöffnungen konnte ich zuerst nicht erstellen. Habe dann in den Öffnungen einen kleinen Rand erstellt worauf ich die Deckel erstellen konnte.
Verfälscht das die Luftströmung?

Nun bräuchte ich noch hilfe wie ich die Flow Simulation einstelle. Den Assistenten habe ich ausgeführt.
Aber viel mehr weiß ich leider nicht. Was muss ich jetzt noch definieren? Kann mir dabei bitte jemand helfen?
Danke.


[Diese Nachricht wurde von 3dJunkie am 24. Jul. 2019 editiert.]

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erstellt am: 24. Jul. 2019 14:17    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 3dJunkie 10 Unities + Antwort hilfreich

Zitat:
Original erstellt von 3dJunkie:
kleinen Rand erstellt worauf ich die Deckel erstellen konnte.
Verfälscht das die Luftströmung?[Diese Nachricht wurde von 3dJunkie am 24. Jul. 2019 editiert.]


nein so mache ich das auch, wir achten sehr auf scharfe Kanten und damit bleibt es so.

---
- ok das sieht doch schon sehr gut aus. Ich dachte du wolltest einen Lüfter einsetzen. War ein Missverständnis   
- oben hast du noch keinen Deckel oder?
- dennoch würde ich das so simulieren wie du es hier aufgezeigt hast.
- du machst einfach diesen Assistenten durch und wählst Luft aus.
- dann beim oberen Einlass bei dem neuen Deckel einfach 167 l/min oder 5,9 cfm    Da gibt eine eine Möglichkeit beim Volumenstrom Einlass zu einzustellen.
- beim den Deckeln des Auslasses -> da bei Typ auf Drucköffnung umschalten und da den Umgebungsdruck nehmen und den Druck bei 1bar belassen.
- das hier erst mal schon. nun oben bei globale Netzeinstellungen auf 3 belassen und kleinstes Spaltmaß anschalten und 0,5mm eintragen nun / und erweiterte Spaltverfernerung anschalten. Nun auf Manuell umschalten.
Verfeinerungsstufe auf 3
Verfeinerungsstufe an Grenze auf 4
bei Kanäle Verfeinerungsstufe auf 5
und ok

an diesem Punkt mal speichern. und die Datei und die unterverzeichnisse mal zippen und dann hier nochladen. Dann sehe ich ob es so weit passt. Aber nur wenn es ein unter 10 MB ist.   
---

nun mal eine Berechung starten nur die Netzgeschichte damit man kontrollieren kann passt es oder nicht.

herzlich Sascha

Nachtrag: hier in diesem Beispiel kannst du sagen wir mal nur die Strömung in dieser Düse anschauen. Weiter kannst du schauen an welcher Öffnung wieviel Volumenstrom rauskommen wird. Mit der Oberfläche am Austritt kannst du dir die 3D Vektoren mit der Grschwindigkeit anschauen und damit die Richtung anschauen.

Flow kann aber noch mehr: du kannst noch einen Kastern drum her um bauen und da in der Mitte deinen warem 3D klecks platzieren. Dann zusätzlich auch schauen wieviel Wärme mitgenommen wird   und das zeitabhängig habe ich aber noch nie gemacht und da braucht es mehr Rechenpower  

PS: leider habe ich Flow 2018 schon deinstalliert, aber ich kann deine Simulationen anschauen und durchrechnen. mit Flow 2019

[Diese Nachricht wurde von freierfall am 24. Jul. 2019 editiert.]

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sim01.JPG


verfeiner.JPG


cooling_duct_v5.SLDPRT

 
Danke für deine Hilfe. Habe alles so eingstellt wie du geschrieben hast.
Bei den globalen Netzeinstellungen habe ich folgendes nicht gefunden:
Verfeinerungsstufe auf 3
Verfeinerungsstufe an Grenze auf 4
Siehe Screenshot.
Mit diesen Einstellungen dauert die Berechnung seeeehr lange.
Wird aber ohne Warnungen durchgeführt.

Wie geht es nun weiter?
Habe in den Ergebnissen Stromlinien hinzugefügt. Funktioniert prinzipiell aber sieht nicht so aus wie in meinem ersten Beitrag auf dem Beispiel.
Was muss ich da noch einstellen?

Habe die Datei nun mal als SW2019 hochgeladen. Vielleicht hilft das.

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cooling_duct_v5.zip


bilder_001.pdf


cooling_duct_v5.JPG

 
das sieht doch schon mal gut aus. nur hast du im neuen Modell nur noch eine Öffnung.

bei mir gibt es eine Warnung. Auch springt bei den Zielen die max Geschwindigkeit zwischen 240 m/s und 330 m/s da passt was noch nicht. Da ist es vielleicht schon ratsam mit dem Mach zu arbeiten. 

die Warnung ist aber egal hier, es sagt nur an, dass es Luft anzieht in diesem Bereich von aussen. 

herzlich Sascha

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noch eine Frage: was willst du nun sehen? herzlich Sascha 230 m/s ist eine Menge Holz. 

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cooling_duct_v5_freierfall.SLDPRT

 
ok - damit es wie oben aussieht würde ich das so machen, ist einfacher 

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Nochmals vielen Dank.

Hatte die Öffnung zum testen verändert und vergessen den vorherigen Zustand wiederherzustellen.

Bei dir  siehst das schon gut aus. Bei mir sehe ich nur einfarbige blaue Pfeile. Also kein Hellblau oder ähnliches. Siehe Screenshot sim01.jpg aus meinem vorherigen Beitrag. Da fehlt wohl noch etwas damit es so aussieht wie bei dir. Hast du eine Idee was das sein könnte? Ziele? Oder Einstellungen bei den Strömunglinien?

Am liebsten wäre mir eine Darstellung wie in meinem ersten Beitrag auf dem Screenshot flow3.jpg
Da gehen die Strömungslinien weiter aus dem Objekt heraus und ich sehe ob der Luftstrom auf die Mitte gerichtet ist.
Abgesehen davon geht es mir darum das Modell zu optimieren. Mit verschieden großen Auslassöffnungen zu experimentieren, auch mit dem Austrittswinkel experimentieren. Zu schauen ob aus allen Öffnungen genug Luft strömt. Verwirbelungen, Rückstau usw erkennen.... Halt den optimalen Flow erreichen.
Wenn du dazu vielleicht noch ein paar Tipps hättest, wäre das nett 

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Stromlinie_01.JPG

 
Im Beitrag zu vor habe ich ein Modell angehangen und da habe ich zwei Deckel anders gelegt. die anderen 6 Deckel habe ich gelöscht. hier noch ein Bild wie du die Stromlinien einstellen musst, damit es so aussieht. herzlich Sascha

Nachtrag: ich würde eher mit den 6 Deckeln arbeiten, aber am Anfang wollte ich das auch so wie du.  Ich musste meine Düse dann immer in ein Wassermodell tauchen und es hat nicht wirklich gestimmt.  Aber vielleicht reicht Dir das ja so aus. 

[Diese Nachricht wurde von freierfall am 24. Jul. 2019 editiert.]

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wow, super! Herzlichen Danke für deine Hilfe.

Die Berechnung dauert nun 1 Stunde. Kann man noch etwas tun damit es ein wenig schneller geht? Muss nicht so detailliert sein für mich. Falls nicht, muss ich halt warten 

Ich probiere das alles aus und falls noch eine Frage sein sollte melde ich mich wieder.

Nochmals vielen Dank!

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die Berechnungszeit, änderst du quasi in der Zellverfeinerung. das ist einer der wichtigesten Bereiche, denn damit steuerst du quasie die Qualität deine Berechnung. z.b. brauchst du in den dicken Bereichen nicht so viele Zellen und den dünnen wenigsten 3 Lagen. Melde Dich einfach wieder.   herzlich Sascha

Nachtrag: es gibt noch die Symmetriefunktion, nur habe ich dieser bisher nie über den Weg getraut, damit kannst du die Berechnungszeit minimieren.

Nachtrag2: du kannst auch 5 Varianten erzeugen und über die Stapelberechnungsfunktion über Nacht alles laufen lassen, nur solltest du da die Zyklen auf sagen wir 300 beschränken. 

[Diese Nachricht wurde von freierfall am 24. Jul. 2019 editiert.]

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Also das mit der Simulation klappt nun exakt so wie ich mir das vorgestellt habe  Wieder einiges dazu gelernt 

Wenn ich nun anfange das Modell zu ändern, dann kommt eine Meldung ob ich den Berechnungsraum zurücksetzen möchten und dann noch eine Meldung "Volumenstrom 1 Einlass Fehler beim Modellaufbau. Es können keine mit diesem Feature verknüpften Körper gefunden werden"
Kann ich diese Meldungen irgendwie unterbinden, denn es ist nervig bei jeder kleinsten änderung diese Meldungen weg zu drücken. Kann man die Simulation vielleicht während dem Bearbeiten des Modells irgendwie außer kraft setzen oder so?

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erstellt am: 25. Jul. 2019 05:30    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 Nur für 3dJunkie 10 Unities + Antwort hilfreich


Flow_.JPG

 
da wo ich es eingekreisst habe, mit RMT (rechte Maustaste) und Häckchen bei automatischer Neuaufbau raus.  Oder du schaltest unter Extra/Anwendungen Flow einfach erst mal ab. 

und vergiss nicht du kannst mehrere Berechnungen egal ob verschieden Konfigs oder nur verschiedene Einstellungen oder eben auch verschiedene Düse im Rutsch durchrechnen lassen. 

herzlich Sascha

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erstellt am: 26. Jul. 2019 17:37    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


flow_test.JPG

 
Ich verwende verschiedene Configs um mit verschieden großen Auslaßöffnungen zu expermimentieren. Das funktioniert sehr gut.


Wie würdet ihr das im Screenshot gezeigt Ergebnis interpretieren?
Ich finde es (als Laie) eigentlich gut. Die Luft wird in die Mitte geleitet. Der Lufstrom scheint relativ geleichmäßig zu sein und auch hinten (wo es offen ist) kommt noch genügend Luft aus den Öffnungen.

Was meint ihr?

[Diese Nachricht wurde von 3dJunkie am 26. Jul. 2019 editiert.]

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erstellt am: 27. Jul. 2019 06:02    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 3dJunkie 10 Unities + Antwort hilfreich

Guten Morgen, jetzt kommen wir zum wirklich schwierigen Bereich dieser Arbeit. Was genau bedeutet das nun eigentlich?

1. Für mich sehr wichtig wie genau ist dein Netz an dünnsten Stelle hier in diesem Fall der Austritt. Denn solche Bilder bekommst du auch wenn das Netz sehr ungenau ist. 
2. Was genau willst du hier eigentlich? Du erwähnst zwei Begriff, gleichmässiger Austritt und Mitte. Aber warum?

Ja beides sieht so auf dem kleinen Bild so aus.

3. Was passiert wenn die Bauteile im Drucker grösser sind? (toter Bereich)
4. Warum muss die Austrittsgeschwindigkeit so hoch sein?
5. Wohin soll der Luftstrom nach dem Auftreffen gehen?


Kurz gesagt, so mit diesem Bild hast du deine zwei Bedingungen erfüllt, es geht in die Mitte und ein wenig gleichmässig. Wobei letzteres nicht ganz zutreffen wird, aber ich vermute du wirst das gar nicht sehr oder merken im Betrieb. 

ob es hinten genügend ist, kannst du ja ein Oberflächenergebniss schauen und mit der oberen Düsen siehst du dass es überall fast den selben Volumenstrom hat.

Herzlich Sascha

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erstellt am: 27. Jul. 2019 11:55    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


3mm_50Prozent.JPG


ring04.jpg


anderes_prinzip.jpg

 
Ich habe die globalen Netzeinstellungen so eingestellt wie du beschrieben hast.

Das ganze ist für private zwecke und muss nicht absolut korrekt sein.
Mir geht es hauptsächlich darum, die Luftströmung zu sehen.
So habe ich beim Einlass Wirbel gesehen und den Einlass nun neu modelliert. Nun strömt die Luft dort gleichmäßiger.
Ich wollte sicher stellen, dass an allen Austrittsöffnungen die Luft einigermaßen gleichmäßig austritt. Nicht das aus den hinteren Öffnungen kaum noch etwas heraus kommt. Und ich wollte sehen wo die Luft hinströmt.
Warum ist das wichtig? Ich weiß jetzt nich in wie weit du dich mit 3D Druck auskennst.
Jedenfalls geht es darum:
Das Bauteil wo gedruckt wird soll an der Stelle, die grade gedruckt wird gekühlt werden. Die stärke der Kühlung ist von vielen Faktoren abhängig und lässt sich in der Software für jeden einzelnen Layer (Schicht) einstellen. für den ersten Layer kühlt man normal gar nicht damit er gut haftet. Dann steigert man langsam die Kühlung. 100% Kühlung habe ich bisher noch nicht gebraucht.
Falls dich das interessiert: https://ctc-forum.de/forum/thread/166-bauteilk%C3%BChlung-ein-gutes-beispiel-warum-man-pla-k%C3%BChlen-sollte/

Der Luftstrom sollte also gut gerichtet auf die frisch gedruckte Stelle treffen. Er darf aber nicht die in der Mitte befindliche Nozzle  (siehe Foto) bzw das Hotend treffen, denn das soll nicht gekühlt werden. Klar lässt es sich nicht vermeiden das aufgewirbelte Luft die Nozzle trifft.
Daher sind die Austrittsöffnungen leicht nach unten gerichtet.
Es gibt viele verschiedene Ansätze für die Bauteilkühlung beim 3d Druck (Siehe Foto, ist nicht von mir). Hier ein Video das die Vor- und Nachteile der verschiedenen Konstruktionen zeigt: https://www.youtube.com/watch?v=c0llj3pBltA

Wie stark der Luftstrom ist, kann wie gesagt in der Software eingestellt werden. Das zuletzt gezeigte Simulationsergebnis bezog sich auf volle Leistung.
Anbei ein Screenshot bei 50%.
Ich habe ehrlich gesagt keinen Vergleich bzw Anhaltspunkt was denn nun 30.000 m/s bedeuten. Daher werde ich das Bauteil ausdrucken und testen. Einfach mal die Hand drunter halten um einen Eindruck zu bekommen wie viel/stark 30.000 m/s sind. Dann kann ich beurteilen ob es weniger sein muss oder mehr und ggf. das Bauteil anpassen.

Ich denke das erklärt meinen Wunsch nach gelichmäßigem Luftaustritt und das der Luftstrom in die Mitte gerichtet sein muss.
Die größe des gedruckten Bauteils spielt keine Rolle, da immer die aktuell gedruckte Stelle gekühlt wird. Bei großen Bauteilen setzt man sehr wenig Kühlung ein. Bei kleinen Objekten nutzt man da schon mehr Kühlung. Einfach deswegen, weil die heiße Nozzle bei einem großen Bauteil länger braucht bis sie an der gleichen stelle wieder ist als bei einem kleinen Bauteil.
Wohin soll der Luftstrom gehen? Wie gesagt in die Mitte. Was danach ist, kann man glaube ich nur sehr schwer nachvollziehen. Unter dem gedruckten Bauteil ist eine flache Druckplatte. Dann prallt die Luft sicher auch am Bauteil ab und wird je nach Beschaffenheit davon in die verschiedensten Richtungen verwirbelt. An die heiße Nozzle, wo das Plastik zum drucken raus kommt, sollte so wenig wie möglich kommen. Lässt sich aber nicht ganz vermeiden.

Danke für deine Unterstützung      Ich finde die Möglichkeit der Simulation echt klasse. Werde das sicher immer wieder mal benötigen        Dafür das dies meine erste Simulation ist, bin ich sehr zufrieden.


[Diese Nachricht wurde von 3dJunkie am 27. Jul. 2019 editiert.]

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schnittamAustritt.JPG


cooling_duct_v6_freierfall.SLDPRT

 
Wow, ok ich habe mir nun auch noch den Film angeschaut und verstehe es nun besser.

Deine Strahlen werden nicht ganz die Mitte treffen sondern in eine Richtung vermehrt abhauen. Das siehst du am Angehangenem Bild. Die schwarzen Pfeile zeigen die Strömungsrichtung an. Hier sammelt es sich mehr am linken Rand und drückt dementsprechend den Strahl nach links und das hier nicht zu wenig. 

Mein Vorschlag drucke erst mal diese Düse.

Wenn du wirklich ganz genau den gedruckten Bereich treffen willst und unbedingt nicht die Druckdüse würde deine Ringdüse mit Röhrchen zusätzlich versehen. So wie es Grindaix macht.

Hier bekommst du die kleinen Röhrchen
https://www.bastelrohr.de/edelstahl_rundrohr_1-5_x_0-3.htm

ich habe dir das mal kurz angedeutet im neuen Modell.

Herzlich Sascha

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3dJunkie
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mitte.JPG

 
Das mit den Röhrchen ist ein komplett neuer Ansatz für derartige Bauteile. Habe ich noch nie gesehen. Ist aber interessant, darüber muss man sich mal gedanken machen. Vielleicht eine revolution der Bauteilkühler  

Derzeit reicht es wenn die Mitte recht gut getroffen wird. Solange man nicht zu sehr daneben zielt. Auf dem Bild im Anhang, sieht es schon so aus als würde der Luftstrom die Mitte treffen. Punkt1 definiert die Mitte. Die Simulation war mit 10% Lüfterleistung.

Falls dich das interessiert, hier ein PDF "CFD Optimieren eines 3D Druck Lüfters". Mir teilweise zu wissenschaftlich, war aber dennoch hilfreich.
https://cdn.thingiverse.com/assets/ca/9f/8d/f3/bb/CFD_E3D_Fan_sstraub.pdf

Ich drucke erst mal die Düse und dann sehe ich wo noch Handlungsbedarf besteht. Das ist erst mal der Prototyp...
Vielleicht probiere ich auch mal eine zwei seitige Düse.

Noch mal danke für alles  

[Diese Nachricht wurde von 3dJunkie am 27. Jul. 2019 editiert.]

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gut   viel Erfolg,  - wenn du noch einige Ideen brauchst, bin ich gern dabei   herzlich Sascha

[Diese Nachricht wurde von freierfall am 27. Jul. 2019 editiert.]

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