solidworks解決管道流體問題,原來可以如此輕鬆

很多朋友可能都會遇到這類問題。如下圖。知道入口流量,知道出口壓力,想求各個支管力的流量。流量這個參數很重要,因為流量的大小直接決定了設計是否符合要求,末端系統所需流量分配是否合理的問題。

這類問題用模擬軟件來求解是一個很好的辦法。今天就用SolidWorks中的Flow simulation來解決一下這個問題。

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SolidWorks flow simulation是流體分析軟件,可以解決流體和熱傳導的問題。flow simulation採用嚮導和組塊化結構,操作起來比較簡單,還容易理解。

下面我們就來看一下分析的過程。

一、預處理

在分析之前,需要對管路進行預處理。比如加封蓋,去掉模型中多餘的loge和零部件。去掉沒有用的細小結構等等。這樣有助於我們得到最終結果。關於這個管道內的流體分析,我們只需要把管道封起來就可以了。這樣系統就知道我們要計算那部分的管道里的流體了。

封管道可以用封蓋工具進行,封好進行模型檢查,檢查沒有問題就可以進行分析了。創建封蓋和檢查工具在工具欄中都可以找到。

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二、開始分析

分析從嚮導開始比較好合理。因為嚮導裡的內容早晚都要設置。嚮導開始我們來命名項目名稱:管道內部流體分析。

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然後下一步,設置單位。可以新建一個自己的單位系統。把長度單位和溫度單位改成毫米和攝氏度,方便我們進行單位的統一。

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分析類型選擇內部分析。

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流體選擇液體水。雙擊或點擊添加都可以進行選擇。

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邊界條件選擇默認的選項。如果知道管路的粗糙度可以填寫。沒有熱傳遞就可以選擇絕熱壁面。

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初始條件採用默認設置就可以。內部分析,後面還需要設置內部的條件。

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下面是創建好向導的界面。

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從左邊的設計上我們可以看到一些項目:這些項目指引我們要如何設置邊界條件。當然這些項目都是最進本的。如果需調添加風扇,多孔介質,熱源等。我們可以把這些組塊添加進來。根據題添加邊界條件。右鍵單擊邊界條件,選擇插入邊界條件,在入口蓋板上選擇內表面,作為入口條件的添加面。參數如下圖。

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同樣的辦法設置出口邊界條件。分別設置3個出口的壓力,為靜壓,默認壓力和溫度。

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設置分析目標,分析目標是我們比較關注的參數,比如這個案例中,我們比較關注管道中流體的流量,因此我們可以設置管道流量為目標。

右鍵單擊目標,選擇表面目標,在下面體積流量對應的方框內單擊。同樣的辦法對其他兩個管道進行添加目標。

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設置好後,如下圖,邊界條件和目標已經設置完畢,網格選擇默認網格就可以。然後開始分析。

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分析結束後,開始進行結果的後處理

三、後處理

結果分析出來後,我們還要會看。對結果有個評判。後處理的辦法很多。

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我們要觀察流量的情況,所以可以用流動跡線,先觀察一下。右鍵單擊插入流動跡線

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把管道變成透明,就可以看到流動跡線了。雖然流動跡線沒有流量的選項,我們可以通過觀察流動跡線的疏密來判斷流量的分配。如下圖。我們可以大概的判斷第三根分支管路流量是最大的。

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為了驗證我們的看法,我們可以看下目標,前面設置了3個目標,這裡就可以看一下了。

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從目標數值中可以看出,第一,第二支管的流量明顯小於第三支管的。三個支管的流量加起來正好等於入口的流量。負值代表流出。

四、結果分析

通過對結果的觀察,我們發現第三支管的流量是最大,如果這不符合我們的設計要求,我們就要修改設計,比如可以把第三管路變細一些,或者增加第三管路的出口壓力。我們來重新設置一下第三管道的出口壓力,再重新計算一下。

克隆一個算例,把邊界條件力的出口壓力修改一下。只修改第三個管路的出口壓力。修改為150000pa。

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在計算後來看結果,結果明顯發生了改變,3個支路管的流量已經平衡了很多。

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整個分析流程就介紹了。這個流程並不難,卻很有用。不知道你看明白了沒有。


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