МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А.Соловьева»

КАФЕДРА ОБЩЕЙ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ

Отчет по расчету газового струйного эжектора

по дисциплине «СНИР в области численного исследования задач»

на тему: «Численное моделирование рабочего процесса газового эжектора»

Вариант №___

Студент:_______________________

Группа:________________________

Преподаватель:_________________

Оценка:_______________________

Подпись преподавателя:_________

Дата:__________________________

Рыбинск, 2015

Содержание

1. Цель и задача численного расчета

2. Исходные данные

3. Выполнение работы

4. Граничные условия и методика проведения численного расчета

5. Анализ результатов расчета

6. Список используемой литературы

Цель: Выполнить численное моделирование рабочего процесса газового эжектора на различных режимах для нескольких вариантов сеточной дискретизации.

Задача:

1. На основе принятой геометрии газового эжектора в системе автоматизированного проектирования Unigraphics NX 8.5 построить 3D модель проточной части устройства.

2. С помощью пакета программного обеспечения ANSYS ICEM CFD 14.5 выполнить построение структурированной, неструктурированной тетрагональной и структурированной со сгущением сеток.

3. Выполнить расчеты газового эжектора на указанных сетках для рабочего режима и для двух дополнительных режимах работы в пакете программного обеспечения ANSYS CFX.

4. На основе сравнения полученных данных и построенных графических и математических зависимостей произвести анализ численного расчета.

5. Сделать выводы относительно моделирования струйных газовых эжекторов в программном комплексе ANSYS CFX.

Исходные данные

В данной работе используется упрощенная модель газового эжектора (Рис.1.). Построенная модель не содержит стенок, так как постановка задачи не требует учета процессов конвективного теплообмена.

1

3

2

Рис.1. Схема струйного газового эжектора: 1 – сопло эжектирующего газа, 2 – сопло эжектируемого газа, 3 – камера смешения.

Эжектирующий газ имеет давление Па, а эжектируемый - Па.

Режимные параметры газового эжектора:

Па; Па; Па – полное давление смеси после смешения;

кг/с; кг/с; и – массовые расходы эжектирующего и эжектируемого сопел соответственно;

– коэффициент эжекции;

К; и - критические температуры эжектирующего и эжектируемого сопел соответственно;

Геометрические параметры газового эжектора:

м – радиус эжектирующего сопла в критическом сечении;

м – радиус эжектируемого сопла в критическом сечении;

м – радиус камеры смешения;

м – длина камеры смешения;

Выполнение работы

На основе принятой геометрии струйного газового эжектора была построена 3D модель проточной части устройства (Рис.2.).

3

2

1

Рис.2. 3D модель газового эжектора в разрезе: 1 – эжектируемое сопло, 2 – эжектирующее сопло, 3 – камера смешения.

Исследование струйного газового эжектора с помощью компьютерного моделирования способно значительно сократить затраты времени на проведение испытаний, связанных с изучением влияния тех или иных параметров на велечину коэффициента эжекции и, соответственно, на режим работы данной конструкции.

В расчете были сгенерированы три разные сетки. Анализ данного расчета позволит определить влияет ли структура сетки на корректность результатов. Рассмотрение трех разных видов сеток поможет выявить различия между структурированной, структурированной со сгущением и неструктурированной сетками. А так же выяснить, обладает ли каждая сетка какими-либо достинствами или недостатками.

Рис.3. Структурированная сетка.

Рис.4. Структурированная сетка со сгущением.

Рис.5. Неструктурированная сетка.

Параметры построенных сеток приведены в таблицах 1-3:

Неструктурированная сетка
Общее количество элементов	911842
Общее количество узлов	156208
Диапозон углов	9-63°
Диапозон обьёмов	0,08-1,7

Структурированная сетка
Общее количество элементов	496552
Общее количество узлов	484642
Диапозон углов	36-90°
Диапозон обьёмов	0-9,5*10^(-9)

Структурированная сетка со сгущением
Общее количество элементов	1354263
Общее количество узлов	1326340
Диапозон углов	36-90°
Диапозон обьёмов	0-1,9*10^(-9)

Талица 1.

Таблица 2.

Таблица 3.