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冷却水管的流体分析实例

作者:steive009 发布时间:2019-01-11 浏览:

Flow Simulation是SolidWorks软件中另一个重要的插件,它主要用于流体模拟分析,其中包括内流、外流、可压缩或不可压缩的气体或液体、亚音速、音速、超音速等。

1、Flow Simulation插件简介
 

  和SolidWorks Simulation -样,Flow Simulation是SolidWorks软件中的一个插件,只有该插件被激活后用户才能使用。激活后的Flow Simulation会在SolidWorks软件的界面中出现相应的工具栏。1.png

注意: 如图所示,那么SolidWorks Flow Simulation插件只在本次打开的SolidWorks软件中处于激活状态。也就是说,在下次打开SolidWorks软件时SolidWorks Flow Simulation插件不会自动启动。


    2.Flow Simulation工作界面介绍

    Flow Simulation工作界面和SolidWorks Simulation工作界面相似,大体布局相同,以下内容

简单介绍Flow Simulation的工作界面,如图所示。

    (1)工具栏:Flow Simulation工具栏包含了“向导”、“新建”、“克隆项目”、“运行”等按钮,

方便设计者在做分析时使用。其中,“向导”是做分析前的首要设置,相当于在做SolidWorks

Simulation分析时的预处理。

2.png

   (2) Flow Simulation分析按钮:这与SolidWorks Simulation不同,新建的结构分析算例出现在“算例界面”内。而Flow Simulation中“向导”设置完成后,FlowSimulation分析按钮会出现在如图所示的位置,不会出现在“算例界面”内。

3.png

  (3)设计树:Flow Simulation设计树中包含两个部分,一个是“流体分析”部分,主要有“计算域”、“流体子域”、“边界条件”、“目标”等选项;另一个是“结果”部分,该部分提供了多种查看结果的方式,可供不同需求的用户选择。

2、分析流程


  流体分析可以分析水流或其他液体等在温度、速度、流量等信息,在实际生产过程中,冷却水管的水流分析是重中之重,一根水管可以安装多少个喷嘴,每个喷嘴上水压、水流的分布等 情况都可以通过流体分析来完成,本文以一根冷却水管为例,确定每个喷嘴的水流情况。

2.1 建立模型

冷却水管一端封堵,用于与电机的连接,另一端开口作为进水口,在水管上安装9个喷嘴接头,用于喷嘴的安装。

4.png2.2 打开Flow Simulation插件

按Flow Simulation工作界面介绍开启 Flow Simulation插件,进入 Flow Simulation分析界面。

 

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2.3 项目名称设定

在“项目名称”中填写“冷却水管水流分析”,点击“下一步”。

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2.4、单位系统设定

在“单位系统”中选择“MMM(mm-g-s)”,点击“下一步”。

注:单体系统的设定根据模型的需要可自己设定。

9.png


2.5、分析类型设定

在“分析类型”中选择“内部”,点击“下一步”。

注:由于其余物理特征在此次分析中用不到,则不选择。

10.png


2.6、默认液体设定

在出现的流体对话框中选择“液体”,下拉“液体”菜单,选择“水”作为冷却管内流动的液体,点击“添加”,将“水”添加至项目流体栏中。

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12.png


2.7、壁面条件设定

默认壁面热条件为绝热壁面,粗糙度为0微米。

13.png

默认壁面热条件有“绝热壁面”、“热通量”、“换热量”、“壁面温度”等选项。在此不考虑壁面的热条件,因此选择“绝热壁面”。

14.png

由于钢管内部一般不加工,粗糙度较大,因此粗糙度选项填写“12.5微米”作为粗糙度条件。

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2.7、初始条件设定

此参数一般为默认值,不做更改,直接 “完成”即可。至此,向导的基本设定已全部完成。

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3. 模型的处理

完成向导设定后,软件会弹出对话框,询问是否需要”创建盖“,点击”是“对模型进行处理。


17.png

选择进水口端面进行”封盖“的创建。完成后会弹出对话框,询问是否需要重置域,选择”是“,18.png

19.png

依照上述步骤完成对喷嘴接头的封盖的创建,完成后效果如下图。

20.png4. 边界条件设定

将水管模型用剖视图剖开,右键点击”边界条件“,选择”插入边界条件",出现下图对话框,选择水管入口内侧面作为边界面,类型中选择"压力","总压",设定进水口压力为0.3MPa。

21.png,右键点击”边界条件“,选择”插入边界条件",出现下图对话框,选选择喷嘴接头的内侧面作为边界面,类型中选择"压力",”环境压力“,设定喷嘴接头出水口压力为0.10325MPa。

22.png

5. 分析目标 设定

右键点击”目标“,选择”插入全局目标 ",出现下图对话框,选择"质量流量","总压",","质量(流体)","速度"作为分析目标。

23.png

6.运行计算

点击“运行”按钮,进行分析计算。24.png25.png

26.png27.png出现上图界面,表示分析已完成。

7. 结果分析

 

7.1 流动轨迹线

右键点击”流动轨迹线“,选择”插入流动轨迹线 ",出现下图对话框,选择水管内壁’、喷嘴接头内壁作为面,流动导管数量为50,流动导管大小为0.4mm,

28.png

29.png

从上图可以看出,水流从水管入口进入管道后,流经每个喷嘴接头的轨迹与压力。以及每个喷嘴接头内水流量的大小。

7.2 水流速度

30.png

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从上图可以看出,水流从水管入口进入管道后,流经每个喷嘴接头的轨迹与流速。以及每个喷嘴接头内水流量的大小。

 

 

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