Ker se pretok tekočin redko obnaša idealno, postane razumevanje teh pojavov ključnega pomena. Turbulence, padci tlaka, toplotne izgube ali neenakomerna porazdelitev pretoka lahko povzročijo pregrevanje, povečano porabo energije ali celo okvare sistema. Tukaj vstopi SOLIDWORKS Flow Simulation, ki inženirjem omogoča natančno virtualno analizo obnašanja tekočin in plinov v ceveh. Namesto da bi se zanašali zgolj na prototipe in drage preizkuse, lahko že v zgodnji fazi razvoja preverijo različne scenarije, optimizirajo geometrijo cevi in s tem zmanjšajo tveganje napak.
V sodobnem inženirskem svetu so cevi več kot le preprosti kanali za prenos tekočin ali plinov. Predstavljajo hrbtenico številnih sistemov – od oskrbe s pitno vodo in ogrevalnih naprav, do naftovodov, kemičnih procesov in hladilnih rešitev v avtomobilski ali letalski industriji. Njihovo delovanje je neposredno povezano z varnostjo, učinkovitostjo in trajnostjo celotnih naprav ali objektov.
Takšen pristop ne pomeni zgolj prihranka časa in denarja, temveč tudi hitrejši razvoj inovacij ter večjo zanesljivost končnega izdelka. Zato analiza pretoka s pomočjo naprednih orodij, kot je SW Flow, danes predstavlja eno izmed temeljnih praks v modernem inženirstvu.
Nastavljanje simulacije
Za uspešno izvajanje simulacije moramo definirati vhodne in izhodne parametre iz sistema. Najprej definiramo prehode med fluid domain (domeno tekočine) in solid domain (domeno trdnin). To storimo s funkcijo lid, ki uporabniku omogoča definicijo “pokrovov”.
S pomočjo teh pokrovov definiramo interakcije, vhode in izhode iz sistema. Pomembno je poudariti, da vse vrednosti definiramo na notranji strani.
Uporaba čarovnika
Čarovnik, vključen v SOLIDWORKS Flow Simulation uporabnika vodi skozi simulacijo. Brez uporabe drugih menijev lahko:
- Definira nov projekt
- Izbere enote
- Definira tip analize
- CFD (notranja/zunanja)
- Prevod toplote
- Tranzientna
- Vključena gravitacija
- Rotacija
- Proste površine
- Predpiše materiale uporabljene
- Nastavi obnašanje fluida ob stenah
- Definira začetne pogoje
Robnih pogojev prek čarovnika uporabnik ne more predpisati, saj je zato potreben lasten meni. Predpišemo torej vhod in izhod fluida (velocity inlet/pressure outlet) v standardih v CFD simulacijami.
V istem koraku definiramo tudi cilje, ki nam bodo pomagali pri razumevanju rezultatov simulacije.
Rezultati simulacije
V SOLIDWORKS Flow Simulation so nam na voljo napredna orodja za analizo rezultatov. Ta orodja nam podajo jasno in enostavno razumevanje v obnašanje fluida tudi v najbolj kompleksnih sistemih. Poglejmo si torej nekaj primerov.
Pri analizi cevi so vedno pomembne tlačne izgube, zato si najprej poglejmo plot tlačnih kontur na površinah
Prav tako si lahko s funkcijo cut-plot pobliže pogledamo neučinkovistosti v zasnovi sistema. Prikažemo torej tlačne izgube na kotu enega izmed iztekov sistema cevi.
Na voljo so tudi animacije rezultatov. Z njimi lahko najlažje prikažemo tokovnice na površinah v povezavi z željenimi parametri (npr. hitrostna polja, tlačne izgube)
Prav tako lahko prikažemo tokovnice v prostoru.
Opazna je tudi recirkulacijska cona, ki je bila zgoraj prikazana v obliki tlačnih izgub surface plota.
Natančno modeliranje cevnih sistemov danes predstavlja veliko več kot zgolj tehnično nalogo. Gre za pristop, ki združuje inženirsko znanje, digitalna orodja in zanesljive podatke v celovito podporo odločanju. S tem se odpira možnost ne le za boljšo optimizacijo obstoječih rešitev, temveč tudi za povsem nove načine uporabe, kjer bi bilo tveganje brez simulacij preveliko.
Analize pretoka pomagajo razumeti, kako se sistemi obnašajo v ekstremnih razmerah, omogočajo načrtovanje bolj vzdržljivih materialov in zmanjšujejo porabo energije, kar je v času rastočih okoljskih zahtev še posebej pomembno. Obenem podjetjem omogočajo, da hitreje razvijajo svoje izdelke, saj lahko številne zamisli preizkusijo virtualno, še preden pride do fizičnih prototipov. To pomeni krajši čas do trga, manj napak ter več prostora za kreativnost.
Vloga sodobnih simulacij torej presega zgolj podporo pri gradnji cevovodov ali naprav. Postajajo ključni element dolgoročnega razvoja, ki povezuje natančnost, varnost in trajnost. V svetu, kjer sta hitrost prilagajanja in kakovost rešitev odločilna dejavnika uspeha, je zavedanje o pomenu takšnih analiz eden izmed temeljev sodobnega inženirstva.
Datoteke so za vašo uporabo na voljo tudi tukaj.
Če vas zanima več o SOLIDWORKS Flow Simulation nam pišite prek elektonske pošte info@ib-caddy.com ali pa nas pokličite na (01) 566 12 55.