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Unbenannt-1.png

Hallo,
ich möchte gern das mit der roten Linie gekennzeichnete System mit dem Solver simpleFoam simulieren.
Die Auslassgeschwindigkeit des Ventilator ohne Schlauchsystem ist 26 m/s laut Messung. Ich bin mir unsicher ob ich diesen Wert auch als Randbedingung nehmen darf, wenn das Schlauchsystem montiert ist. Kann mir jemand da einen Tipp für eine vielleicht geeignetere Randbedingung geben? Die Ventilatorkennlinie ist ebenfalls dem Bild beigefügt. Ist es korrekter die Druckdifferenz als RB zu wählen?
Der große Schlauch mit Durchmesser D100 ist ca. 1300mm lang, wobei das gerade Stück ca. 450mm lang ist. Hintergrund der numerischen Untersuchung ist, dass bei Verwendung des ausschließlichen großen Schlauchs die Austrittsgeschwindigkeit ca. 19m/s groß ist und sobald man das abgebildete System mit einem kleineren Schlauchdurchmesser D50 mm wie im Bild gezeigt manipuliert, bleibt die Geschwindigkeit ebenfalls bei 19 m/s. Der Volumenstrom reduziert sich also auf ein Viertel des Anfangwertes.
Diesen Effekt wollte ich gern numerisch nachbilden. Da in meiner ersten Rechnung mit u0=26 m/s am Inlet utopisch hohe Werte am Auslass resultieren (300 m/s), zweifle ich die Randbedingungen an. Oder ist ein transienter Solver aufgrund der kurzen Strecken geeigneter? Ebenfalls rechne ich momentan laminar.
Über ein paar Ratschläge wäre ich sehr dankbar.
Gruß, Markus

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Ich hatte Anlagenbau bisher nur im Studium, aber eines ist klar: der Volumenstrom der Pumpe stellt sich abhängig vom Druckverlust der gesamten Anlage ein. Darum zeichnet man eine Anlagenkennlinie mit in das Diagramm und bestimmt den Betriebspunkt.

Das Blatt hier ist zwar nicht für Lüfter und wahrscheinlich zu umfangreich, aber vielleicht kannst du hieraus bereits etwas gewinnen:
http://www.ksb.com/linkableblob/ksb-de/1548986-408465/data/Auslegung-von-Kreise  lpumpen-data.pdf

Zu den Druckverlusten von Rohren gibt es je nach Durchmesser übrigens Kennwerte in Tabellen aus denen sich dann die Anlagenkennlinien bestimmen lassen. Grundsätzlich gilt, je größer der Durchmesser, desto flacher die Anlagenkennlinie, das heißt bei höherem Durchsatz, steigt der Druckverlust nicht so stark an. Man korrigiere mich wenn ich mich irre.

Noch etwas: Hast du den Druck richtig vorgegeben? Ich sehe gerade dass du am Auslass P=0 gesetzt hast...

[Diese Nachricht wurde von bacengeugn am 13. Nov. 2014 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von bacengeugn am 13. Nov. 2014 editiert.]

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Ich frag mal als wäre ich ein Laie:
Wieso sollte der Druck am Auslass nicht stimmen?

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Best regards,
Tobias Holzmann

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Wenn der Auslass offen ist dann sollte hier der Atmosphärendruck vorgegeben werden. Ich bin zwart neu in der CFD aber p=0 halte ich für falsch. Wenn ich an Bernoulli denke müsste die Strömung hier ja richtig schnell werden.

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In den Inkompressiblen Strömungen hast du keinen Druck in [Pa].
Das heißt, du rechnest sowieso mit Referenzdrücken. Ob du jetzt 1000 Pa oder 0 Pa am Auslass angibst ist wurst.
Du kannst das ganz schnell nachtesten in dem du beim simpleFoam Tutorial "pitzDaily" den Druck am Auslass änderst.

Der Grund hierfür ist nämlich das wir alle Gleichungen durch die Dichte teilen!
Der Druck wird dann in [m²/s²] dargestellt. Es spielt also keine Rolle. Nur was du beachten solltest wenn du richtige Druckdimensionen möchtest:

• zu beginn dein Druck durch die Dichte teilen
  
• diesen Druck setzen
  
• beim Auswerten den Druck wieder mit der Dichte multiplizieren
  

Was aber eigentlich sinnfrei ist wenn es um Druckdifferenzen geht ist das immer egal.
Wenn aber der Vergleich zu anderer Software getätigt oder die Druckdifferenz mit Messungen
verglichen weren soll, dann ist oftmals keine Übereinstimmung erkennbar. Die meisten vergessen dann die Differenz mit der Dichte zu multiplizieren.

  

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Best regards,
Tobias Holzmann

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Klingt logisch. Aber die Lüfterkennlinie gibt die Druckerhöhung zum Atmosphärendruck an, weil die Maschine die Luft aus der Umgebung "ansaugt". Dann muss er ja, um die Druckdifferenz beizubehalten, den Druck am Einlass entsprechend wählen. Das wird nicht viel ändern, aber man sollte daran denken.

Edit: einen Druck am Einlass vorzugeben ist bei ihm garnicht nötig oder?

[Diese Nachricht wurde von bacengeugn am 13. Nov. 2014 editiert.]

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Er muss nur am Auslass den Druck auf 0 setzen. Am Einlass ergibt er sich dann und du hast die Druckdifferenz. Mit dem Umgebungsdruck hat das keinen Einfluss. Nicht bei Differenzen. Ähnliches ist bei der Berechnung des Wärmestroms beispielsweise:

Code:

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q = cp * (T2 - T1)

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Ob du die Temperatur jetzt in K oder °C einsetzt ist ja auch egal. Die Differenz ist immer die Gleiche. Natürlich!!! wenn man mathematisch korrekt bleibt, dann müsste man beim Einsetzen von °C eine entsprechende Erweiterung der Einheiten durchführen wie bspw:

Code:

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T1 = [K] = [°C] * [K]/[°C]

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Ansonsten ist die Multiplikation mit cp nicht möglich (unterschiedliche Einheiten). Aber da das niemand schreibt und jeder weiß - wieso sich die Mühe machen (:

• Den Massenstrom und Druck am Eingang angeben wäre fatal; siehe Numerik - Lösungen von Gleichungssystemen Matrixen
  

Eigentlich wäre es physikalisch sinnvoller den Massenstrom am Ausgang zu setzen und am Einlass p=0 zu setzen. Wird aber hier keine signifikanten Änderungen geben und im Studium lernt man immer: U am Inlet, p am Outlet. Zumindest für Strömungen unter der Schallgeschwindigkeit, da hier die Strömungsform im Allgemeinen immer parabolisch ist und nicht hyperbolisch. Bei hyperbolischen Strömungen ist natürlich die Definierung von Druck und Geschwindikgeit am Einlass durchaus gewünscht.

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Best regards,
Tobias Holzmann

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