概述
关于节流孔的问题，我已经写过了 用Simcenter Amesim 仿真节流孔径、压损以及流量的关系 ,感兴趣的可以看一下。
为何又提及这个问题？
这不是这个假期没事，就研究起了Ansys软件，其中流体仿真采用的是fluent模块完成的。
初学者小白，很快就想用三脚猫的功夫再次仿真以下5mm的节流孔的流量差异，相比Amesim,谁的数据让我更信服。
正文
前面约束条件：
流体介质
AMESIM我看以前的记录是32号液压油，温度30摄氏度。
Fluent材料库中竟然没有油液的选项，这点我也是醉了，不好好在它的介质参数可定义，影响流阻问题的也就两个，密度和粘度：
密度大家都很好理解，这里特别说一下粘度：运动粘度和动力粘度
运动粘度：没有明确的物理意义，但它在工程实际中经常用到。因为它的单位只有长度和时间的量纲，类似于运动学的量，所以被称为运动黏度。
动力粘度：液体在单位速度梯度下流动或有流动趋势时，相接触的液层间单位面积上产生的内摩擦力。动力黏度的法定计量单位为Pa·s
粘度单位换算：
动力粘度单位：1cP（厘泊）=0.01P(泊)=1mPa·s=0.001Pa·s=1kg/（m*s）。
运动粘度单位：1cSt（厘斯）=0.01St(斯)=1m㎡/s=0.000001㎡/s=0.0036㎡/h。
上面32号液压油粘度算法：
我们一般能查到32号液压油在30℃的时候，粘度为57cSt,密度为860kg/m³=0.86g/cm³
根据公式
ν=μ/p
μ：动力粘度单位为Pa·s。
ν：运动粘度单位为㎡/s。
p：密度单位为 g/cm³
换算Fluent所需要的单位：0.049kg/（m*s）
节流孔搭建
均采用5mm的节流孔，前后管段长度300mm 管径10mm.这里都是一致的。
粘性计算模型
Fluent给出了多个不同工况下的粘性模型选择，我这里选择了大家所推荐的 Realizable k-ε模型，这里不得不吐槽以下Fluent的这个模型，要用好这个软件，那必须对流体的状态非常清楚，专业才行，我们追求的是傻瓜式操作，用户要考虑到外行人士，使用的门槛越高，越不利于软件的推广。
本来模型数就多，让人无从下手，更何况每个模型还对应着不同参数的定义，虽然官网给出了各个模型的解释，鬼知道是啥意思，一切保持默认。
边界条件
入口：压力入口
出口：压力出口
这里提一下湍流参数设置：
什么K、E系数设置，选择最容易理解的水力直径。
湍流强度：根据雷诺数计算参考，估算，当雷诺数ReDH=50000时，湍流强度I=4%。
水力直径：水力直径是指过流断面面积与周长之比的四倍
其中，A表示流体断面面积，P表示流体断面周长。
对于圆管内流动来说，其本身的真实直径就是水力直径。而对于非圆管流或流体并没有充满管内，则需要用上述公式进行计算。
仿真结果：
入口压力7bar,仿真出来的流量是：37.4 L/min
结果对比：
AMESIM的仿真结果有个流量系数Cq 0.7时：7bar@33.3L/min，但我一直以为，这个系数太高，目前看FLUENT,出来的结果更高。咋办？
也简单，一切用事实说话，看来我必须要搭建一个实际的测试，才能决断，敬请期待。
进一步补充：
2024.02.19实测结果：
现场刚好有4mm的节流孔，就采用4mm进行搭建，环境温度20℃，介质：65#冷冻液，密度：1.089kg/m³，实测数据如下：
修正Amesim的Cq系数
要满足上表，Cq需要设置到0.89才行，重新按照孔径5mm，压力7bar 进行仿真，得出最大流量值为：40.2 L/min 。
.
solidworks DN5仿真结果
.
上图中，压力为绝对压力，所以应该减去1bar,所以入口压力为6.7bar
最终结论：
可以看出：
Amesim修正后的结果：6.7bar@40.2 L/min
Fluent的仿真结果： 6.7bar@37.4 L/min
solidworks的仿真结果： 6.7bar@38.6 L/min
还是有一定的误差。
和Sunhydraulics公司给出的曲线图存在较大的差别：7bar@28 L/min
注意： 以上计算公式，孔的系数取值为0.42，且介质为液压油，这个曲线是实测还是公式推算：未知。
管不了那么多了，我以我实测数据为准，后期有问题，再进行修正！
评论 (0)