Problème Débit volumique, pression d'entrée et plaque perforée.
Retour au groupeBonjour,
Je dois faire une étude d'un système comportant une plaque perforée.
Mes données d'entrées sont : on injecte de l'air à 20°C à un débit de 200L/min et 3 bars de pression dans une boite à la pression atmosphérique. Cet air ressort de la boite par une tôle perforée.
L'objectif à atteindre est de trouver le diamètre des trous ainsi que le taux d'ouverture optimal pour avoir un flux laminaire et homogène (si possible) qui soit supérieur à 0.5m/s.
Première question : je n'ai jamais utilisé le module « Plaques perforées », mais ce que je constate, c'est qu'il me calcul très bien le comportement du fluide entre l'entrée et la plaque perforée mais le fluide ne semble pas déboucher de l'autre côté... Est-ce normal ?
Pour que je puisse avoir le comportement du fluide après cette tôle perforée, il faut que mes trous soient représentés en 3D... en soit les résultats ont l'air plutôt cohérent mais c'est un peu "bourrin" comme méthode...
Deuxième question :
Je n'arrive pas à paramètrer que le fluide rentre dans la boite avec une pression de 3 bars.
J’ai bien mes 200L/min, mais à 1 bars, du coup mon débit massique est 3 fois plus faible qu’escompter…
Si je paramètre une température de 800°C (par exemple), j’ai bien l’air qui entre dans ma boite à 800°C (avant de rapidement refroidir)
mais si j’indique 3 bars, la pression de l’air ambiante reste à 1 bar, est-ce normal ? (voir l'image attachée)
En fait, quelque soit la valeur que j'indique, ça ne semble pas avoir d'impact...
Je peux « tricher » en paramétrant 600L/min et 1 bars ou alors un débit massique (0.012 kg/s) mais (sauf erreur de ma part) cela veut dire que la vitesse d’entrée de mon fluide est 3 fois plus élevée que si j’avais 200L/min à 3 bars…
Je vous remercie par avance pour vos réponses.
Bastien
par bastien.vanier | 150 point(s)
Bonjour,
Effectivement, c'est ce que j'ai pu constaté vendredi en faisant changeant le diamètre de mes trous, je mes suis rendu compte que ça changeait ma pression d'entrée et donc que ça avait une influence sur le débit massique, la vitesse etc... ce qui concorde avec vos explications.
J'ai donc réussi à trouver un diamètre de trous qui me permettais d'avoir une pression d'entrée de 3 bars et une vitesse de sortie globalement à peu près homogène et supérieur à 0.5m/s.
Merci pour votre aide et pour vos explications!
Cordialement
Bastien
par lmandon | 10542 point(s)
Bonjour,
Tout est lié à l'équilibrage de la pression. Si tu défini une sortie à 1 bar, tu ne peux pas avoir dans ton écoulement une pression de 3 bars si tu n'as pas géométriquement quelque chose qui te génère ton delta P de 3 bars.
Dans ton cas, défini ta pression en sortie à 3 bars et tu auras 3 bars au minimum dans ton écoulement (hormis les chutes de pression générées par des turbulences).
Pour bien comprendre : imagine que physiquement tu as une cuve en surpression à 5 bars et que tu fais un trou dedans elle va finir à la pression ambiante.
Salutations
Ludovic
par bastien.vanier | 150 point(s)
Bonjour et merci pour vos réponses,
Excusez le retard de ma réponse, j’ai été occupé par d’autres impératifs professionnels…
Concernant les 3 bars en conditions initiales, oui, je l’ai bien indiqué (dans les paramètres thermodynamiques, mais cela ne semble pas fonctionner.
Quand j’applique une température de 800°C en condition initial, l’air entre bien à 800°C avant de progressivement refroidir. Mais pour la pression de 3 bars en condition initial, la pression d’entrée est de 1 bars.
Je précise que les 800°C sont juste un exemple pour voir si les conditions initiales sont prises en compte. En réalité, l’air arrive à température ambiante.
Pour moi a partir du moment ou l’on applique une pression de 3 bars en condition initial, la pression au niveau de la surface d’entrée doit être de 3 bars, avant de probablement chuter rapidement à 1 bars.
J’ai essayé d’appliquer une pression d’entrée de 100 bars, mais aucun changement dans les résultats de la simulation. Les valeurs de pressions, de vitesses de températures sont strictement identiques quelques soit la pression paramétrée en condition initiales…
Pourtant avec une pression de 100bars, le débit massique devrait être bien supérieur or il est identique…
Soit il y a un principe de Mécanique des Fluides que je n’ai pas compris (j’en fais assez peu souvent donc c’est possible que je sois un peu rouillé)
Soit je m’y prends mal dans le paramétrage de ma simulation…
Vous trouverez ci-dessous les liens vers les photos illustrant mon propos, j’espère que cette fois ci ça fonctionnera.
Je précise aussi que le modèle affiché dans les photos n’est pas le modèle réel mais une maquette très simplifiée. Mais le principe reste le même. J’ai juste changé le débit volumique pour m’adapter à la géométrie.
https://ibb.co/YDGz6m7
https://ibb.co/X8M44f3
https://ibb.co/Wt1F5BB
https://ibb.co/1JCQFFc
Merci d’avance pour vos réponses.
Cordialement.
Bastien
par lmandon | 10542 point(s)
Bonjour,
Effectivement la fonction plaque perforée ne peut être appliquée que sur une condition limite de pression. Il n'est pas possible de l'intégrer au "milieu" de son écoulement et se retrouve sur une entrée ou une sortie obligatoirement.
2 solutions, soit l'utilisation de la vrai plaque modélisée qui reste très gourmand en nombre de cellule de maillage. L'autre approche consiste à créer un media poreux équivalent à la grille. Afin de calibrer le media poreux il est possible d'utiliser la méthode du document téléchargeable ici :
https://we.tl/t-wQR5nIV9bA
Mais dans ton cas, si tu cherche à dimensionner les perçages, l'utilisation de la vrai géométrie reste la seule solution à mon avis.
En ce qui concerne la pression, je ne vois pas ton image, mais logiquement le logiciel équilibre les pressions. As-tu essayé en définissant ta pression à 3 bars dans tes conditions initiales ?
Salutations
Ludovic
par spectrum | 3068 point(s)
Bonjour,
Je n'utilise pas le module tôle perforée, je modéliserai la plaque avec une matrice c'est rapide d'avoir tous les points, ensuite les raccordement en fonction de la découpe et de la technologie employée pour les réaliser et l'influence en fonction du ration diamètre épaisseur de la plaque (diffusion possible ou pas, à voir);
Pas de pièce jointe.............vous avez un volume de la boite?
une modélisation je regarderai demain après midi sur mon poste avec FLOW
https://www.deleze.name/marcel/physique/rosee/masse-vol.html
sinon on pose:
PV=nRT où P est la pression, V le volume, n la quantité de matière, R une constante et T la température.
bonne soirée.