شبیه سازی انواع پمپ

استفاده از نرم افزار CFX در فرآیند طراحی پمپ ها الزامی است. امروزه در تمام کارخانه های پمپ سازی، در فرآیند طراحی هیدرولیکی پمپ ها پس از آنکه هندسه ی پروانه، دیفیوزر و یا حلزونی استخراج می گردد، بلافاصله هندسه برای ساخت ارسال نمی گردد. بلکه به منظور اطمینان از عملکرد صحیح پمپ، مجموعه پمپ تحت شبیه سازی با نرم افزار CFX قرار می گیرد. برای این منظور می بایست بالک سیال استخراج و مش بندی گردد و مشابه تست های عملکردی مورد تحلیل قرار گیرد. بدین ترتیب که با شبیه سازی پمپ در دبی های مختلف، میزان فشار تولیدی بررسی می گردد و منحنی H-Q و راندمان هیدرولیکی پمپ رسم می گردد. همچنین به منظور استخراج منحنی NPSH پمپ در هر دبی با کاهش فشار ورودی پمپ و شبیه سازی پمپ در حالت دوفازی، فشاری که افت سه درصد هد در آن رخ می دهد یافت می گردد و بدین ترتیب منحنی NPSH پمپ رسم می گردد. شبیه سازی پمپ علاوه بر استخراج منحنی های عملکرد پمپ، امکان بررسی بالانس های نیرویی در پمپ را نیز فراهم می سازد. شبیه سازی پمپ مقادیر متغیرهای مختلف را در تمام پمپ در اختیار کاربر قرار می دهد و بررسی جت و ویک ها، گردابه های احتمالی و سایر پدیده های سیالاتی ممکن خواهد بود.  پروژه پیش رو مربوط به طراحی و شبیه سازی یک پمپ BB3 هفت طبقه Double suction می شود.

تحلیل متقابل سیالاتی و مکانیکی در یک دیاراتور نیروگاه

نرم افزار ANSYS CFX امکان کوپل شدن با نرم افزار ANSYS Mechanical را دارد. این موضوع سبب می شود که حل مسائل FSI  به معنی Fluid Structure Interaction (مسائلی که نیاز به حل متقابل سیالاتی و مکانیکی دارند) در این نرم افزار امکان پذیر باشد. پروژه پیش رو مربوط به تحلیل دیاراتور یک نیروگاه می شود. در این مسئله بررسی سناریوی یک حادثه مورد تحلیل قرار گرفته است. در طی این حادثه، آب با دبی بیش از حد مجاز طراحی از یکی از نازل ها به داخل دیاراتور ریخته می شود. عدم تقارن پاشش آب سبب تولید موج داخل دیاراتور می گردد. موج تولید شده در داخل دیاراتور حرکت می کند و به دیواره ی دیاراتور در قسمت انتهایی برخورد می کند. برخورد موج به دیواره سبب جابجایی دیاراتور می گردد. برای بررسی این حادثه نیاز به تحلیل گذرای مسئله وجود دارد. بدین ترتیب که در هر گام زمانی نرم افزار CFX به تحلیل جریان سیال می پردازد و نیروی محاسبه شده بر روی بخش های مختلف بدنه را به بخش Mechanical انتقال می دهد. در بخش Mechanical از نیروی وارده، میزان جابجایی مش محاسبه می گردد و این اطلاعات مجدداً به نرم افزار CFX انتقال داده می شود. این رد و بدل شدن اطلاعات در تمام گام های زمانی انجام می گردد تا زمان تحلیل به پایان رسد.  

بهینه سازی هندسه یک مبدل حرارتی دو لوله ای با سطح مواج

یکی از محاسن نرم افزار ANSYS CFX امکان کوپل کردن این نرم افزار با نرم افزارهای دیگر است. به منظور بهینه سازی یک طرح می توانیم CFX را با نرم افزار ANSYS DesignXplorer کوپل کنیم. به عنوان مثال پروژه پیش رو مربوط به بهینه سازی هندسه یک مبدل حرارتی دو لوله ای است. هدف از این پروژه افزایش نرخ انتقال حرارت در یک مبدل حرارتی دولوله است. از این رو لوله داخلی بصورت مواج درنظر گرفته شده است. مواج کردن لوله داخلی می تواند سبب افزایش نرخ انتقال حرارت گردد. میزان افزایش انتقال حرارت وابسته به سرعت جریان سیال ها و دامنه امواج سینوسی سطح لوله داخلی است. از طرف دیگر سینوسی کردن سطح لوله داخلی منجر به افزایش افت فشار سیال می گردد. از این رو در این پروژه به منظور رسیدن به بیشترین نرخ انتقال حرارت با قبول افت فشار مجاز، نرم افزار CFX با DesignXplorer کوپل شده است. نرم افزار تعدادی Design Point درنظر می گیرد و بصورت اتوماتیک هندسه را برای هر Design Point تغییر می دهد، مش بندی می کند و تحلیل را برای آن انجام می دهد. با استفاده از این Design Point ها فرآیند بهینه سازی توسط نرم افزار آغاز می گردد و چند طرح بهینه پیشنهاد داده می شود که با قبول افت فشار مجاز در سرعت های مختلف به حداکثر نرخ انتقال حرارت دست یابیم. 

بررسی تأثیر وزش باد بر رفتار برج های خنک کننده هلر

علاقه زیادی جهت بررسی عملکرد برج های خنک کننده و چگونگی تأثیرپذیری آنها از فاکتورهای محیطی مانند باد وجود دارد. مطالعات زیادی بر روی مسئله کاهش راندمان سیستم های خنک کننده تحت تأثیر وزش بادهای عرضی انجام شده است. پروژه شبیه سازی برج های خنک کننده هلر نیروگاه شازند اراک نیز با این هدف به کمک نرم افزار CFX اجرا شده است. در این پروژه شبیه سازی عددی برج های هلر نیروگاه شازند با چهار هدف مختلف انجام شده است. 1) شبیه سازی جریان سیال داخل و حول برج خنک کننده هلر و بررسی چگونگی عملکرد آن. 2) بررسی عملکرد برج ها در میدان های سرعت مختلف و شناخت چگونگی تأثیر بادهای عرضی بر عملکرد برج خنک کننده. 3) بررسی اثر برج ها بر روی یکدیگر. 4) پیدا کردن موقعیت بهینه برای قرار دادن برج های طرح توسعه بگونه ای که مجموعه حداکثر راندمان را داشته باشد.

 

IRAN-CFX

ANSYS CFX نرم افزاری است که به کمک روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) به حل مسائل پیچیده جریان سیال و انتقال حرارت می پردازد. مقایسه پاسخ های استخراج شده از CFX با نتایج تجربی حاکی از توانایی بالای این نرم افزار در پیش بینی دقیق مسائل مختلف است.
در این وبلاگ به معرفی این نرم افزار می پردازیم. برای آشنا شدن خوانندگان با حوزه ی کاری نرم افزار CFX نمونه های متنوعی از پروژه های شبیه سازی شده توسط این نرم افزار شرح داده خواهد شد.
همچنین مطالبی که می تواند به یادگیری نرم افزار CFX به علاقمندان آن یاری رساند در این وبلاگ ارائه خواهد گردید.