در این تمرین ما شبیه سازی همزن را توسط نرم افزار سالیدورک انجام خواهیم داد و گشتاور مورد نیاز برای هم زدن آب توسط یک همزن را بدست خواهیم آورد. همچنین میتوانید محاسبات قدرت با سالیدورک را بخوانید
1-باز کردن فایل اسمبلی :
نرم افزار سالیدورک را اجرا کنید و فایل پارت mixer را باز کنید.
جهت دانلود فایل های مربوط به تمرین کلیک کنید
2-ایجاد یک پروژه شبیه سازی جریان :
از تب Flow Simulatin با کلیک روی wizard یک پروژه جدید با ویژگی های زیر ایجاد کنید:
در بخش Configuration گزینه ی Use current را انتخاب کنید در بخش Configuration name نام پیکربندی را ‘’Default’’ بگذارید.
در بخش Project name نام پروژه را “mixer” بگذارید. در بخش Unit system استانداردSI (m-kg-s) را انتخاب کنید سپس در پایین آن از زیر پوشه ی Loads & Motion واحد Angular Velocity را روی RPM قرار دهید.
در بخش Analysis Type گزینه ی Internal را انتخاب کنید تا نوع تحلیل شما داخلی باشد. همچنین تیک گزینه ی Exclude Cavities without Conditions را بردارید در بخش Physical Features علاوه بر تیک Fluid Flow تیک Time Dependent را بزنید و مقدار فیلد Total Analysis time را 10s وارد کنید تا تحلیل شما از نوع گذرا باشد و تا 10 ثانیه را شبیه سازی کند ؛ تیک Gravity را بزنید تا نیروی گرانش بر شبیه سازی تاثیرگذار باشد و مقدار فیلد Z-Component را -9.81 وارد کنید تا راستای Z ارتفاع از زمین باشد ؛ تیک Rotation را بزنید و قسمت Type را روی حالت Local Region(sliding) قرار دهید.
در بخش Database of Fluids از لیست گاز ها (Gases list) روی Air دبل کلیک کنید تا هوا را انتخاب کنید. همچنین از لیست مایعات (Liquids list) روی Water دبل کلیک کنید تا آب را انتخاب کنید. در ستون Default fluid مطمئن شوید که تیک Water (Liquids) خورده باشد
در بخش Wall Conditions از لیست Default wall thermal condition list گزینه ی Adiabatic wall را انتخاب کنید مقدار Roughness را 0 تایپ کنید.
در بخش Initial conditions به تنظیمات پیشفرض دست نزنید و روی دکمه Finish کلیک کنید.
3-تنظیم پارامتر های عمومی مش بندی اولیه
از بخش mesh setting روی Global mesh کلیک کرده و در منوی باز شده سطح مش بندی را روی 3 قرار دهید.
4- تعیین محدوده ی محاسبات شبیه سازی جریان حرارتی
در درخت تجزیه و تحلیل شبیه سازی جریان سالیدورک ، در زیر پوشه Input Data، روی Computational Domain کلیک راست کرده و Edit Definition را انتخاب کنید و محدوده محاسبات شبیه سازی را طبق تصویر تعیین کنید.
5-غیر فعال کردن بدنه های غیر واقعی
از درخت شبیه سازی روی input data راست کلیک کنید و component control را انتخاب کنید و در منوی باز شده تیک بدنه های water و rotate region را بردارید.
6-تعریف محدوده چرخش همزن
از درخت شبیه سازی روی rotating region راست کلیک کنید و insert rotating region را انتخاب کنید ، در منوی باز شده برای قسمت selection از درخت پارت ، پوشه ی Solid Bodies بدنه ی Rotate region را به عنوان محدوده چرخش انتخاب کنید و در قسمت Parameter سرعت چرخش همزن را 50 RPM وارد کنید و ok کنید.
7-تعریف بدنه آب به عنوان شرایط اولیه
از بخش Conditions روی initial condition کلیک کرده و در منوی باز شده برای قسمت selection از درخت پارت ، پوشه ی Solid Bodies بدنه ی water را به عنوان حجم سیال آب انتخاب کنید و ok کنید.
8-تعریف گشتاور همزن به عنوان هدف شبیه سازی
از بخش goals روی surface goals کلیک کرده و در منوی باز شده برای بخش Selection سطح تیغه همزن را طبق تصویر انتخاب کنید و تیک سطر Torque (Z) را بزنید.
9- انجام تنظیمات مربوط به ذخیره سازی
از درخت شبیه سازی روی پوشه input data راست کلیک کنید و سپس روی Calculation Control Options کلیک کنید و در منوی باز شده به سربرگ Saving بروید و از بخش Selected Parameters (Transient Explorer) تیک گزینه ی Periodic را بزنید و سپس برای ستون Iterations مقدار Start را 0 و مقدار Period را 1 وارد کنید که به طور پیشفرض هم همین مقادیر هستند.
از بخش Parameters روی … کلید کنید و در چک لیست باز شده از گروه Main تیک گزینه های زیر را بزنید تا مواردی که قرار است در هر گام زمانی محاسبه شود (شامل فشار و درصد حجمی آب) را مشخص کنید : Pressure و Volume Fraction of Water
10-اجرای پروژه شبیه سازی جریان
با کلیک روی بخش Run پروژه شبیه سازی جریان را اجرا کنید.
11- ایجاد یک نمودار سطح همزن
از زیر پوشه ی results روی surface plots و سپس روی insert کلیک کرده و در منوی باز شده برای قسمت Selection از درخت پارت ،پوشه ی Solid Bodies بدنه ی Mixer را انتخاب کنید و در قسمت contours با انتخاب pressure فشار را انتخاب کنید.
12- متحرک سازی نمودار سطح همزن
همچنان که نمودار سطح نمایان است روی پوشه ی Results راست کلیک کنید و روی Transient Explorer کلیک کنید. با پخش کردن و جابجا کردن خط زمان انیمیشن میتوانید شبیه سازی متحرک را مشاهده کنید.
13-بازبینی هدف گشتاور
از درخت شبیه سازی روی Goal plots راست کلیک کنید و روی insert کلیک کنید و در منوی باز شده از قسمت Goals با تیک زدن SG Torque(z) هدف گشتاور را انتخاب کنید و از لیست کشویی Abscissa گزینه ی Physical time را انتخاب کنید و Ok کنید تا یک نمودار از گشتاور تیغه های همزن حسب زمان ایجاد شود و با راست کلیک روی آن و زدن گزینه show میتوانید آن را مشاهده کنید.با راست کلیک روی نمودار و انتخاب Export to Excel نمودار را وارد اکسل کنید.
علامت منفی فقط جهت وارد شدن نیرو را معلوم میکند و بزرگی گشتاور در اینجا اهمیت دارد
بیشترین گشتاور حدود 2 نیوتون متر است که با جایگذاری در فرمول P=Tω که در آن T همان گشتاور بر حسب N.m و ω سرعت زاویه ای بر حسب rad/s است و در اینجا مقدار آن 5.25 rad/s است میتوان توان مورد نیاز برای این همزن را بدست آورد. یعنی توان مورد نیاز 10.46 وات است.