Введение 3
Глава 1 5
1.1 Основные сведения о мешалках и их устройстве 5
1.2 Вязкость 12
1.3 User-defined function (UDF) 14
Глава 2 19
2.1 Создание модели мешалки 19
2.2 Создание расчетной сетки 20
2.3 Задание параметров вычислений 23
2.4 Решение задачи 27
Заключение 33
Список литературы 34
Приложение
Актуальность. Начиная с середины XX века, на промышленных предприятиях начинают использовать так называемые системные коды для расчётных исследований. Их особенность состояла в том, что для получения точных результатов, в программу необходимо включить большое количество экспериментальных данных. Но не все предприятия могли себе такое позволить.
В начале XXI века промышленность перешла на CFD-коды, работа которых основана на решении уравнения Навье-Стокса или Рейнольдса с помощью численных методов. В чём же заключается польза CFD-кодов? Например, раньше, то есть до использования CFD-кодов, чтобы проверить аэродинамику самолёта, строили специальный стенд и прогоняли этот самолёт через аэротрубу десятки, а то и сотни раз. CFD-коды позволили смоделировать виртуальный образец и провести большую часть необходимых испытаний на математической трехмерной модели. К тому же вычислительная гидродинамика помогает снижать сроки и стоимость создания новых образцов и улучшает эксплуатационные характеристики.
На данный момент CFD-моделирование в России представлено слабо, но в будущем доля экспериментальной отработки многих вариантов элементов конструкций относительно расчетной будет снижаться.
В данной работе мы рассмотрим и будем использовать такую технологию как User-defined function (UDF) от фирмы ANSYS, что является разновидностью CFD-кодов.
Цель работы: исследовать изменение вязкости, полученной вследствие химической реакции жидкости, и её влияние на гидродинамику в аппарате мешалкой.
В работе ставятся следующие задачи:
1) изучить принцип работы и устройство мешалки;
2) изучить общие сведения о вязкости жидкости и условия её изменения;
3) смоделировать в программной среде ANSYS Fluent устройство и работу мешалки;
4) написать программу для вычисления изменения вязкости жидкости.
Структура работы. Работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. В первой главе описан необходимый теоретический материал. Во второй описано моделирование мешалки и вычисления изменения вязкости. Код программы и скриншоты модели приведены в приложении. В заключении подводятся краткие итоги исследования.
В данной работе было исследовано изменение кинематической вязкости, полученной вследствие химической реакции жидкости, и её влияние на гидродинамику в аппарате мешалкой. Результаты являются достаточно точными для описанного в работе процесса. Поставленные задачи были успешно выполнены. Было изучено устройство и принцип работы мешалки, свойство вязкости жидкости и моделирование простых химических реакций.
