КОМП’ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ РУХУ РІДИНИ В СОПЛАХ ВЕНТУРІ РІЗНИХ КОНФІГУРАЦІЙ
Вступ. Гідродинамічна кавітація як ефективний спосіб локальної концентрації енергії для створення потужних динамічних ефектів широко застосовується для інтенсифікації багатьох енергоємних процесів обробки складних гетерогенних дисперсних систем.Проблематика. Висока вартість обладнання для фізичного...
Gespeichert in:
| Datum: | 2022 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | English |
| Veröffentlicht: |
PH “Akademperiodyka”
2022
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/318 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Science and Innovation |
Institution
Science and Innovation| id |
oai:ojs2.scinn-eng.org.ua:article-318 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Science and Innovation |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2022-10-06T05:07:15Z |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic |
комп’ютерне моделювання ANSYS Fluent гідродинамічна кавітація сопло Вентурі |
| spellingShingle |
комп’ютерне моделювання ANSYS Fluent гідродинамічна кавітація сопло Вентурі Avdieieva, L. Makarenko, A. Dekusha, H. КОМП’ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ РУХУ РІДИНИ В СОПЛАХ ВЕНТУРІ РІЗНИХ КОНФІГУРАЦІЙ |
| topic_facet |
computer simulation ANSYS Fluent hydrodynamic cavitation Venturi nozzle комп’ютерне моделювання ANSYS Fluent гідродинамічна кавітація сопло Вентурі |
| format |
Article |
| author |
Avdieieva, L. Makarenko, A. Dekusha, H. |
| author_facet |
Avdieieva, L. Makarenko, A. Dekusha, H. |
| author_sort |
Avdieieva, L. |
| title |
КОМП’ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ РУХУ РІДИНИ В СОПЛАХ ВЕНТУРІ РІЗНИХ КОНФІГУРАЦІЙ |
| title_short |
КОМП’ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ РУХУ РІДИНИ В СОПЛАХ ВЕНТУРІ РІЗНИХ КОНФІГУРАЦІЙ |
| title_full |
КОМП’ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ РУХУ РІДИНИ В СОПЛАХ ВЕНТУРІ РІЗНИХ КОНФІГУРАЦІЙ |
| title_fullStr |
КОМП’ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ РУХУ РІДИНИ В СОПЛАХ ВЕНТУРІ РІЗНИХ КОНФІГУРАЦІЙ |
| title_full_unstemmed |
КОМП’ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ РУХУ РІДИНИ В СОПЛАХ ВЕНТУРІ РІЗНИХ КОНФІГУРАЦІЙ |
| title_sort |
комп’ютерне моделювання руху рідини в соплах вентурі різних конфігурацій |
| title_alt |
Computer Simulation of Fluid Flow Through a Venturi Nozzle of Different Configurations |
| description |
Вступ. Гідродинамічна кавітація як ефективний спосіб локальної концентрації енергії для створення потужних динамічних ефектів широко застосовується для інтенсифікації багатьох енергоємних процесів обробки складних гетерогенних дисперсних систем.Проблематика. Висока вартість обладнання для фізичного експерименту й труднощі відтворення в лабораторних умовах складних гідродинамічних процесів спричиняють необхідність використання методів їхнього моделювання. Останнім часом математичне та комп’ютерне моделювання перетворилося в одну з найбільш ефективних технік.Мета. Прогнозування поведінки руху рідини всередині сопел Вентурі різних конфігурацій при зміні теплотехнологічних параметрів за допомогою обчислювального пакету ANSYS Fluent.Матеріали і методи. Використано алгоритм Simple методу Патанкар із залученням протипотокової схеми другого порядку точності для конвективних членів в рівнянні збереження імпульсу, для рівняння кінетичної турбулентної енергії і рівняння дисипації турбулентної енергії; застосовано модифіковану k-ε модель турбулентності «Realizable» та Ейлерову модель Mixture (модель багатофазної суміші). Для генерації розрахункової сітки використано стандартний пакет Ansys ICEM CFD.Результати. Обрана модель для комп’ютерного прогнозування показала свою ефективність і дозволила встановити деякі закономірності руху рідини по осі сопла Вентурі. За результатами моделювання побудовано залежності зміни показників тиску при зміні діаметра горловини й кута розкриття дифузору сопла Вентурі. Показано, що найбільша інтенсивність кавітаційного впливу досягається в дослідному соплі з кутом розкриття дифузора αdif = 12° для всіхдіаметрів горловини сопла.Висновки. Застосування вузькоспеціалізованих програмно-моделюючих систем дозволяють краще зрозуміти поведінку течії в закритих каналах різних профілів. Комп’ютерне моделювання руху рідини в соплах Вентурі дозволило забезпечити прогнозування процесів виникнення і розвитку гідродинамічної кавітації на різних відрізках. |
| publisher |
PH “Akademperiodyka” |
| publishDate |
2022 |
| url |
https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/318 |
| work_keys_str_mv |
AT avdieieval kompûternemodelûvannâruhurídinivsoplahventuríríznihkonfíguracíj AT makarenkoa kompûternemodelûvannâruhurídinivsoplahventuríríznihkonfíguracíj AT dekushah kompûternemodelûvannâruhurídinivsoplahventuríríznihkonfíguracíj AT avdieieval computersimulationoffluidflowthroughaventurinozzleofdifferentconfigurations AT makarenkoa computersimulationoffluidflowthroughaventurinozzleofdifferentconfigurations AT dekushah computersimulationoffluidflowthroughaventurinozzleofdifferentconfigurations |
| first_indexed |
2025-09-24T17:19:00Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:19:00Z |
| _version_ |
1850410926919909376 |
| spelling |
oai:ojs2.scinn-eng.org.ua:article-3182022-10-06T05:07:15Z КОМП’ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ РУХУ РІДИНИ В СОПЛАХ ВЕНТУРІ РІЗНИХ КОНФІГУРАЦІЙ Computer Simulation of Fluid Flow Through a Venturi Nozzle of Different Configurations Avdieieva, L. Makarenko, A. Dekusha, H. computer simulation ANSYS Fluent hydrodynamic cavitation Venturi nozzle комп’ютерне моделювання ANSYS Fluent гідродинамічна кавітація сопло Вентурі Вступ. Гідродинамічна кавітація як ефективний спосіб локальної концентрації енергії для створення потужних динамічних ефектів широко застосовується для інтенсифікації багатьох енергоємних процесів обробки складних гетерогенних дисперсних систем.Проблематика. Висока вартість обладнання для фізичного експерименту й труднощі відтворення в лабораторних умовах складних гідродинамічних процесів спричиняють необхідність використання методів їхнього моделювання. Останнім часом математичне та комп’ютерне моделювання перетворилося в одну з найбільш ефективних технік.Мета. Прогнозування поведінки руху рідини всередині сопел Вентурі різних конфігурацій при зміні теплотехнологічних параметрів за допомогою обчислювального пакету ANSYS Fluent.Матеріали і методи. Використано алгоритм Simple методу Патанкар із залученням протипотокової схеми другого порядку точності для конвективних членів в рівнянні збереження імпульсу, для рівняння кінетичної турбулентної енергії і рівняння дисипації турбулентної енергії; застосовано модифіковану k-ε модель турбулентності «Realizable» та Ейлерову модель Mixture (модель багатофазної суміші). Для генерації розрахункової сітки використано стандартний пакет Ansys ICEM CFD.Результати. Обрана модель для комп’ютерного прогнозування показала свою ефективність і дозволила встановити деякі закономірності руху рідини по осі сопла Вентурі. За результатами моделювання побудовано залежності зміни показників тиску при зміні діаметра горловини й кута розкриття дифузору сопла Вентурі. Показано, що найбільша інтенсивність кавітаційного впливу досягається в дослідному соплі з кутом розкриття дифузора αdif = 12° для всіхдіаметрів горловини сопла.Висновки. Застосування вузькоспеціалізованих програмно-моделюючих систем дозволяють краще зрозуміти поведінку течії в закритих каналах різних профілів. Комп’ютерне моделювання руху рідини в соплах Вентурі дозволило забезпечити прогнозування процесів виникнення і розвитку гідродинамічної кавітації на різних відрізках. Introduction. Hydrodynamic cavitation, as an effective way of local energy concentration to create powerful dynamic effects, has been widely used to intensify many energy-intensive operations related to processing comp lexheterogeneous dispersed systems.Problem Statement. The high cost of equipment for physical experiments and the difficulties related to reproducing complex hydrodynamic processes in laboratory conditions make it necessary to use modeling/simulation methods. Recently, mathematical and computer modeling has become one of the most effective information technologies that determine the rapid development of advanced fields of science and technology.Purpose. The purpose of this research is to predict the behavior of fluid motion inside the Venturi nozzles ofdifferent configurations in the case of changing thermal process parameters, with the use of ANSYS Fluent computational package.Materials and Methods. The Simple algorithm of the Patankar method, which involves a second-orderaccuracy counter flow scheme for convective terms in the momentum conservation equation, for the kinetic turbulent energy equation and the turbulent energy dissipation equation, has been used. The “Realizable” modified k-ε model of turbulence and Euler’s model (multiphase model) have been applied. The standard ANSYS ICEM CFD package has been employed to generate the calculation grid.Results. The model chosenfor computer simulation has proven its effectiveness and allowed us to establish some patterns of fluid motion along the axis of the Venturi nozzle. Based on the simulation results, the dependences of changes in the pressure in the case of varying neck diameter and opening angle of the Venturi nozzle diffuser have been constructed. It has been shown that the highest intensity of cavitation is reported in the experimental nozzle with opening angle of the diffuser αdif = 12° for all diameters of the nozzle neck.Conclusions. The use of highly specialized software and modeling systems allows us to better understand thebehavior of the flow in closed channels of different configurations. Computer simulation of fluid motion in Venturi nozzles has enabled predicting the processes of occurrence and development of hydrodynamic cavitation indifferent sections of the nozzle. PH “Akademperiodyka” 2022-09-28 Article Article Рецензована стаття Peer-reviewed article application/pdf https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/318 10.15407/scine18.05.061 Science and Innovation; Том 18 № 5 (2022): Science and Innovation; 61-68 Science and Innovation; Vol. 18 No. 5 (2022): Science and Innovation; 61-68 2413-4996 2409-9066 10.15407/scine18.05 en https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/318/135 Copyright (c) 2022 Copyright Notice Authors published in the journal “Science and Innovation” agree to the following conditions: Authors retain copyright and grant the journal the right of first publication. Authors may enter into separate, additional contractual agreements for non-exclusive distribution of the version of their work (article) published in the journal “Science and Innovation” (for example, place it in an institutional repository or publish in their book), while confirming its initial publication in the journal “Science and innovation.” Authors are allowed to place their work on the Internet (for example, in institutional repositories or on their website). |