Popis dynamiky toku, Dufourova jevu a termodifuze v modelech difuzní komory s laminárním tokem

Od začátku provozu vykazuje látkový filtr (dále LF) zvýšené opotřebení hadic.

ZVVZ-Enven_logo_upr.png

Zadání projektu

Od začátku provozu vykazuje látkový filtr (dále LF) zvýšené opotřebení hadic. To je způsobeno nerovnoměrným plněním filtračních komor a především vysokou rychlostí vzdušiny a pevných částic (dále TZL) při vstupu do hadicového systému jednotlivých komor v určitých místech.

Práce byla zaměřena na zrovnoměrnění toku vzdušiny zařízením, zlepšení rovnoměrnosti plnění filtračních komor pevnými částicemi a především na snížení rychlostí a zrovnoměrnění proudění vzdušiny a částic na vstupu do těchto komor.

Řešení

Zařízení bylo modelováno včetně spojovacích uzlů (spojení čtyř potrubí) před LF a části potrubí za LF. Byl namodelován výchozí nainstalovaný stav. Potom byly přidány do vstupního kanálu vestavby a pod komory s hadicemi vestavby v podobě rozdělovacích roštů.

Bylo sledováno několik možných uspořádání a vybráno to nejlepší. Všechny výpočty byly prováděny s oddělenou diskrétní fází.

Výsledky

U výchozího stavu se ve výsypkách objevuje vynášení vzdušiny hluboko ke dnu výsypek vlivem vysokých rychlostí na vstupu do výsypek. Tam se vzdušina otáčí a po protější stěně vystupuje s vysokou rychlostí do komor.

U výsledné varianty dochází vlivem rozdělovacích roštů k nárůstu odporu v místech s vysokou rychlostí. Proudění je sice neuspořádané, ale dochází k přerozdělení vzdušiny a do komor vstupuje s výrazně menší rychlostí. Zároveň nižší rychlosti vzdušiny ve spojení s jejími náhlými změnami směru toku podporují usazování částic ve výsypce.

Výsledná varianta

U výsledné varianty dochází vlivem rozdělovacích roštů k nárůstu odporu v místech s vysokou rychlostí. Proudění je sice neuspořádané, ale dochází k přerozdělení vzdušiny a do komor vstupuje s výrazně menší rychlostí. Zároveň nižší rychlosti vzdušiny ve spojení s jejími náhlými změnami směru toku podporují usazování částic ve výsypce.

Použitý software

  • Byl použit software AnsysFluent R15.0 s využitím Workbench struktury.
  • Model byl vytvořen v DesignModeler a síťování bylo provedeno pomocí Workbench Meshingu.

S ohledem na Hardwarové možnosti byly jednotlivé hadice nahrazeny bloky porézních buněk.

Pro výpočet pevných částic byl použit DPM model.

Využívaný software

ANSYS Fluent

ANSYS Fluent

Program ANSYS Fluent je nástroj pro 2D/3D počítačovou simulaci proudění (CFD). Jeho charakteristickým rysem je jeho…

ANSYS DesignModeler

ANSYS DesignModeler

ANSYS DesignModeler je program určený pro tvorbu a úpravu 2D a 3D geometrií pro CFD a FEA analýzy.

ANSYS Workbench

ANSYS Workbench

Nástroj ANSYS Workbench je prostředí, které seskupuje celé spektrum simulačních programů ANSYS a je zdarma pro všechny…

Jak hodnotí řešení náš klient

Tento typ úlohy jsme již počítali i dříve  - Gambit, Fluent. Proto lze konstatovat, že použitý sw umožňuje jednodušší a přesnější modelování, síťování, provedení výpočtu i vyhodnocení.

Jako nevýhoda Workbench struktury se jeví její složitost a velké množství ukládaných dat, které se špatně redukuji, aniž by se narušila struktura Workbench projektu.

Do budoucna bychom rádi zvýšili výpočtovou kapacitu.

Dále chceme pokračovat ve spolupráci s TechSoftem na zpřesňování prováděných úloh a na zavádění nových postupů.

Další případové studie

Simulace experimentů modelujících roztavenou aktivní zónu ve dně tlakové nádoby jaderného reaktoru

Zadržení roztavené aktivní zóny ve dně nádoby tlakovodního jaderného reaktoru (IVR, In-Vessel Retention) je jedna z…

Proudění vzduchu v brzdovém posilovači

Na základě známých vlastností sériových posilovačů byly vybrány dva reprezentativní vzorky s různým vnitřním…

Modelování stolku Mahle 94400 se středovým topením

Připravit model výhřevu rotujících vřeten na rotačním stolku Mahle 94400 se středovým topením, analyzovat teploty v…

Simulace míšení chladiva během události vedoucí k tlakově teplotnímu šoku pomocí CFD programu Ansys Fluent

Vyhodnocování tlakově teplotních šoků je důležitá úloha pro jadernou bezpečnost.