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geometry.jpg Fluent.jpg

Hallo
Ich brauche einige Meinungen.
Ich arbeite in eine hydraulische Firma, und muss mit Fluent 
Druckverlust berechnen.
Meine Studium waren über Mathematisch und Strömungsmechanisch in 
Paris orientiert.
So meine Hydraulik-Background ist nicht so tief.
Ok so jetzt mein Problem.
Ich muss ein Druckverlust durch eine Kegel berechnen (cf Attachement).
Kegel ist 1.5mm geöffnet, mit 20° Halbwinkel.
Sitzdurchmesser ist 16mm.
Öl ist HLP 46, mit 870 kg/m**3 Dichte und 46Cst Viskosität.
Öl fliesst mit 330L/min.
So mit Fluent habe ich ein Druckverlust vom 240 bar.
Für mich alles ist ok: Total Hexaeder-Netz, Double Precision Solver, 
2nd Order equations, Turbulenz (Realizable K-Eps) und Konvergenz unter 1e-6
Als ich meine Ergebnisse gegeben habe, hat ein Kollegue schnell diese 
Druckverlust mit Handgleichung berechnet.
dp = 0.5 * rho *( Q / (alpha-d * A))^2
mit alpha-d = 0.7, er kriegt 420 bar!!!! (wir haben gleich Fläche A = 
25.4 mm^2)
Wenn ich diese 330L/min und 240 bar (Fluent) nehme, das entschricht 
ein alpha-d vom 0.91

Ich habe auch die gleiche Berechnung aber mit 30L/min genommen.... 
und kriege ein dp vom 0.8 bar(d.h. alpha-d von 1.45!)

Also alle meine Kollegen arbeiten immer mit dieser gleichung und 
nehmen immer alpha-d mit 0.7. Im Litteratur steht, dass diese 
Koeffizient ist Re- und Geometrie abhängig und muss zwischen 0.6 und 0.8 sein

Ich weiss jetzt nicht mehr wo ich lege, obwohl ich alle Möglichkeiten 
im Fluent gemacht habe (auch Support).
Ich denke, dass was ich mit Fluent kriege richtig ist, aber kann 
nicht das "beweisen".

Hat jemand Erfahrungen?

Merci
Maxime

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skizze.jpg

Es Fehlte die Skizze...

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Hallo pmax,

Ich habe einen Vorschlag:
Du brauchst Dubbel - Taschenbuch für den Maschinenbau Sektion Messtechnik, Untersektion Stroemungstechnische Messgroessen.
Du kannst mit etwas Muehe deine Skizze mit eine Normduese (oder Normblende) assimilieren: der Konus wird als Akse, und der Winklige Mauer als Duesemauer
Dann benutzt du für deine Berechnungen die Tabellen von Anhang fuer Sektion Messtechnik Alpha = F(Beta, Re) wo Beta ist Wuerzel von (Sektionklein/Sektiongross). Sektionklein ist 2*deine A und Sectiongros ist ganze Sektion. Re kannst Du berechnen.
Viel Spaß, und wenn klappt oder nicht sagst mir!

mfg iorgu

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Hallo pmax,
Nochmal ich!

Es gibt und einen anderen Weg Druckverluste zu berechnen: durch Darcy-Weissbach Formel: Dp = Zeta*((w quadrat)/(2*g)). Koefficient Zeta ist hier Function von Geometrie, w ist Fluidgeschwindigkeit und g -gravitational Beschleunigung. Zeta kan man berechnen allgemein mit Altchul-Formel: Zeta = 0,5*(1 - Aklein/Agross), oder Zeta findet man in Literatur zum beispiel Idelcik I.(russ) - Berechnungen von Hydraulischen Verlusten.

mfg iorga

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Hallo pmax,

Vorsicht: "Sektionklein ist 2*deine A und Sectiongros ist ganze Sektion" ist falsch.

Sektionklein ist die kleinste Sektion des Stroemmung, und Sektuiongross ist die Sektion unmittelbar vor der Anfang des Strangulations des Stroemungs.

mfg iorga

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Noch ein paar Anmerkungen von mir zu Simulation:

Numerik ist absolut okay:
Hexaeder-Netz, Double Precision Solver, 
2nd Order equations, Turbulenz (Realizable K-Eps) und Konvergenz unter 1e-6

Real-keps würde ich derzeit den anderen k-eps Modellen unbedingt den Vorzug geben.
Wichtig ist noch die Überprüfung der yp+-Werte, (30-300), da diese entscheidend für die Bestimmung der Wandschubspannung und damit des Druckverlustes sind. Eventuell hier mal die ein oder Variante mit veränderter Wandfunktion und/oder adaptiertem Gitter rechnen.

Im vergleich der Simualtion mit dem Experiment kann eine Simualtion natürlich viel besser lokale Details erfassen (Rezirkulationen) als auch der Vorgeschichte der Strömung (Einlauflänge etc.) gerecht werden, wenn es entsprechend abgebildet wurde.

Gruss

U. Heck

------------------
Dr.-Ing. Ulrich Heck
ulrich_heck@dhcae.de
http://www.dhcae.de

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Hallo,
Also am Amfang hatte ich den Standard k-eps Model genommen.
Der Support hat mir empfohlen, der Realizable k-eps zu nemmen MIT Enhanced Wall Function mitzuberechnen. Da mein Nezt "zu fein" ist... obwohl er nicht zu fein ist, weil ich immer am mindenstens 15 Zellen im Querschnitt behalte.
Aber auch mit diese "Tuning", kann ich nur ein paar bar mehr kriegen.
Was es den Fall sein könnte, ist dass ich negative total Drücken kriege.
Das habe ich immer mit unserem Anwendungen, und das könnte Kavitation zeigen.
Vieilleicht könnte diese "falsch" Bereich, diese dp beeinflussen, aber ich habe schon andere Berechnungen gemacht, wo ich diese negative Drücke hatte, und Ergebnisse waren sehr gut im Vergleich zum Experiment.
So....

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Das Enhanced Wall Treatmeant erfordert meines Wissens ein Auflösen der laminaren Unterschicht. bei den anderen WFs wird diese i.d.R. überbrückt. Es kann sein sein, dass dann hier nicht genug Zellen vorliegen, um die Geschwindigkeitsgradienten auflösen und die Wandschubspannung zu berechnen. Ich würde daher unbedingt die y+-Werte checken und mit den Angaben im Handbuch (dortigen Richtlinien für das Enhanced Wall Treatment vergleichen). Möglicherweise ist Dein Gitter im Wandbereich zu fein für Standard-Wall-Funktionen (Überbrücken der laminaren Unterschicht) aber grob für das Enhanced Wall treatmeat, weil möglicherweise nicht genug Zellen in der laminaren Unterschicht liegen.

Gruss

U. Heck

------------------
Dr.-Ing. Ulrich Heck
ulrich_heck@dhcae.de
http://www.dhcae.de

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