Меню

Полное давление воздуха это

Блог команды FlowVision

Полное давление

Граничные условия: Полное давление versus Статическое давление

Во FlowVision доступно несколько шаблонов граничного условия для определения давления на проницаемой границе расчетной области.
В данной статье рассмотрены применение граничных условий Давление, Полное давление и Свободный выход.

Для начала вспомним особенности определения давления во FlowVision и в физике:

Абсолютное, опорное и относительное давления

Во FlowVision применяется подход при котором рассматривается относительное давление. Граничные и начальные условия задаются в относительных величинах, все поля давления выводятся также в относительных величинах.Таким образом давление во FlowVision является относительным и равно разнице между абсолютным значением давления и опорным давлением: P = Pabs — Pref .

Гидростатика. Статическое давление

При рассмотрении уравнения Бернулли говорят о трех типах давления: динамическом (ro*V*V/2) , массовом (напор — ro*g*h) и статическом. Если вектор гравитации равен нулю, то относительное давление во FlowVision соответствует относительному статическому давлению по определению.

Если в проекте FlowVision задан ненулевой вектор гравитации, то гидростатическая составляющая будет включена в значение давления естественным путем, т.к. в уравнения Навье-Стокса будет включена объемная гравитационная сила. При этом относительное давление во FlowVision уже не будет точно соответствовать определению статического давления. Однако, во FlowVision в этом случае давление все равно рассматривается как статическое, т.к. просто не происходит нигде специального выделения гидростатической составляющей.

Если помимо вектора гравитации определен также гидростатический слой, то во FlowVision относительное давление явным образом разделяется на статическую и гидростатическую составляющие:
Давление с гидростатикой равно сумме статического давления и гидростатической составляющей давления: P = Pst + Phst

Таким образом, в физических переменных всегда присутствуют эти две компоненты:

  1. Давление (относительное давление без гидростатической составляющей);
  2. Давление с гидростатикой (относительное давление с гидростатической составляющей).

Такое разделение удобно тем, что на граничных условиях и в начальных условиях нет необходимости задавать давление как функцию высоты. Задать необходимо только статическую составляющую.

Если же гидростатическая плотность не задана, то Давление будет равно Давлению с гидростатикой. Подробнее об особенностях гидростатики читайте в документации FlowVision.

Полное давление

Для несжимаемой жидкости во FlowVision полное давление определяется как сумма относительного давления (статическое относительное давление, включающее гидростатическую составляющую) и динамического давления. Динамическое давление вычисляется как ro*V^2/2 .

Для сжимаемых жидкостей выражение более сложное:

Таким образом,
если не касаться вопросов гидростатических слоев, во FlowVision почти везде используются относительные давления.
При этом рассматривается относительные статическое давление и полное. Для несжимаемой жидкости полное давление является суммой статического и скоростного давлений.

Читайте также:  Низкое давление в двиготеле

Свободный выход

С помощью шаблона граничного условия Свободный выход задается значение статического давления на выходе.
Данное граничное условие целесообразно использовать в следующих ситуациях:

  1. На выходе, где вектора скорости направлены на выход из расчетной области;
  2. На выходе, в случае сверхзвукового течения;
  3. На выходе, в случае скорости, которая может пересекать сверхзвуковое значение в том или ином направлении.

Для сверхзвукового режима течения граничное условие работает так: значение на ГУ равно значению в ячейке.

Для дозвукового режима течения граничное условие Свободный выход работает как ГУ Вход/Выход со статическим давлением.

Вход/выход — Статическое давление

Граничное условие Вход/выход, определенное статическим давлением, работает так: относительное статическое давления на границе равно давлению, которое задал пользователь на этом граничном условии. Данное граничное условие целесообразно использовать там, где статическое давление нам точно известно, например измерено датчиком в эксперименте. Также статическое давление целесообразно задавать на выходе из устройства, т.е. на границе из которой истекает жидкость/газ за пределы расчетной области.

Статическое давление целесообразно применять в задачах внешнего обтекания в условиях незамкнутого пространства, когда давление на границе можно принять равным давлению на бесконечности.

Однако есть существенное ограничение ! В случае внешнего обтекания допустимо применять статическое давление на ГУ только в случае гарантированного выхода потока через это ГУ.

В случае моделирования внутренних течений допустим вход через ГУ, определенное статическим давлением, но только в том случае, если выход потока происходит только через ГУ с заданным расходом. Наличие других ГУ входа и выхода недопустимы, т.к. задача оказывается неопределенной и возможен разгон потока на ГУ со статическим давлением и втоком.

Вход/выход — Полное давление

Граничное условие Вход/Выход, определенное полным давлением, имеет ряд ограничений и особенностей:

  1. Его нельзя применять на входе в расчетную область для сверхзвукового режима течения (если вектор скорости на границе направлен внутрь расчетной области и скорость выше скорости звука);
  2. Его не имеет смысла применять в качестве выходного ГУ, т.к. в этом случае ГУ Полное давление отрабатывает как ГУ Статическое давление. Т.е. если вектор скорости на границе такого ГУ направлен за пределы расчетной области, то давление на поверхности будет строго равно заданному в интерфейсе ГУ давлению.
Читайте также:  Как узнать давление в цилиндрах

Таким образом граничное условие с Полным давлением целесообразно применять на входе в расчетную область для дозвуковых течений в задачах внутреннего течения (течения в каналах, трубах), когда не известно точное значение статического давления на этой границе, но известно значение давления на бесконечности. Пример приведен на рисунке 1:

Некое устройство на вход забирает воздух из открытого пространства (или ресивера). Нам известно, что в этом пространстве давление равно Pst inf . Фиолетовым пунктиром показаны граничные условия в расчетной модели. На выходе при этом нам известно значение расхода, которое мы и задаем (массовая скорость с отрицательным значением).

При этом, если к такому входу подходят градиенты давлений и скоростей, наведенные от ядра расчетной области, граничное условие Полное давление не будет жестко пришпиливать давление к фиксированному значению, как это происходило бы в случае со статическим давлением. При такой постановке задачи мы будет получено более точное, аккуратное решение.

Источник

Полное давление воздуха это

Группа: Участники форума
Сообщений: 232
Регистрация: 21.9.2010
Из: РФ, С-Пб
Пользователь №: 72968

Хотел уточнить, правильно ли я понимаю.

Допустим мы имеем две аэродинамические характеристики вентилятора (зависимость полного давления вентилятора от расхода воздуха и зависимость статического давления вентилятора от расхода воздуха).

Если вентилятор будет работать на нагнетание, то мы при его подборе пользуемся зависимостью полного давления от расхода.

Если же вентилятор будет работать только на всасывание, то мы пользуемся зависимостью статического давления от расхода, т.к. преобразование динамического давления в полезную работу для перемещения воздуха в воздуховоде невозможно при свободном выбросе из вентилятора.

Группа: Участники форума
Сообщений: 6523
Регистрация: 21.2.2008
Из: Гаага
Пользователь №: 15855

Группа: Участники форума
Сообщений: 232
Регистрация: 21.9.2010
Из: РФ, С-Пб
Пользователь №: 72968

Группа: Участники форума
Сообщений: 512
Регистрация: 17.3.2008
Из: г. Ухта
Пользователь №: 16591

Хотел уточнить, правильно ли я понимаю.

Допустим мы имеем две аэродинамические характеристики вентилятора (зависимость полного давления вентилятора от расхода воздуха и зависимость статического давления вентилятора от расхода воздуха).

Если вентилятор будет работать на нагнетание, то мы при его подборе пользуемся зависимостью полного давления от расхода.

Если же вентилятор будет работать только на всасывание, то мы пользуемся зависимостью статического давления от расхода, т.к. преобразование динамического давления в полезную работу для перемещения воздуха в воздуховоде невозможно при свободном выбросе из вентилятора.

Читайте также:  Массаж для снятия давления глаз

Группа: Участники форума
Сообщений: 6523
Регистрация: 21.2.2008
Из: Гаага
Пользователь №: 15855

Группа: Участники форума
Сообщений: 232
Регистрация: 21.9.2010
Из: РФ, С-Пб
Пользователь №: 72968

Группа: Участники форума
Сообщений: 512
Регистрация: 17.3.2008
Из: г. Ухта
Пользователь №: 16591

Группа: Участники форума
Сообщений: 44
Регистрация: 6.2.2012
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 138938

Забавляет тот факт что большинство проектировщиков повально неправильно подбирают вентиляторы, но как то всё работает

Статическое давление вентилятора — это разность (с учётом знака) статического давления до и после вентилятора.
Динамическое давление вентилятора — Это диамическое давление воздуха в сечении напорного патрубка вентилятора (зависит от скорости)
И полное давление — это как водиться сумма предыдущих двух давлений.
Вы не поверете, но есть даже КПД вентилятора по статическому давлению, и КПД по полному давлению

Теперь про сеть —
Потери давления в сети (те что вы расчитываете при аэродинамическом рассчёте) это потери статического давления. Вентилятор должен своим статическим давлением покрыть ваши потери давления.

Если бы в сети было только статическое давление, то это был бы просто сосуд под давлением, без движения воздуха. В воздуховоде должно быть динамическое давление, возникающее в результате движения воздуха. В начальном патрубке сети у вас есть какая то скорость, зная которую, вы знаете динамическое давление в этом патрубке. А прибавив это динамическое давлени к потреям давления (статике) вы получаете полное давление вашей сети. Вентилятор опять таки должен покрыть своим полным давлением полное давление вашей сети.

Вот тут и возникают большинство ошибок.
Например:
Потери давления сети 500 Па.
Вентилятор А
Статическое давление вентилятора при данном расходе 450 Па.
Полное давление 500 Па
Вентилятор Б
Статическое давление вентилятора при данном расходе 500 Па.
Полное давление 550 Па

Какой вентилятор выберете?
Как правильно заметил WasserWolf — вентилятор подобранный по статическому и динамическому давлению может отличаться на несколько типоразмеров. увы.

Кстати WasserWolf ещё одно дельную вещь сказал — вентилятор,работающий только на всасывание подбираетсятолько на статическое давление. Ибо всё динамическое давление вентилятора будет направлено не на полезную работу, а на бесполезное сотрясание воздуха после вентилятора.

Сообщение отредактировал Val_ — 25.5.2012, 15:10

Источник

Adblock
detector