Моделирование работы струйного компрессора в ANSYS FLUENT с контролем адекватности расчетов

Abstract

The article includes calculation of the key parameters of the steam jet compressor using numerical simulation in the Ansys Fluent CFD code [1]. The numerical results were then tried and tested using analytical model [2]. The apparatus flow channel geometry was specified on the basis of the preliminary design simulation carried out in [2]. The contours of temperature and Mach number in the steam jet compressor longitudinal cross section plotted in the Ansys Fluent are in well agreement with flow mechanics and thermodynamics. The Courant number diapason for obtaining proper solu-tion in the Ansys Fluent solver was determined. The entrainment ratio and mixed flow temperature at the apparatus outlet simulated using both methods agreed well enough with each other allowing us to use the CFD modelling for engineering analysis.

В данной работе приводятся расчёты основных параметров струйного парового компрессора с помощью методов численного моделирования в программном продукте Ansys Fluent [1], адекватность которых затем проверяется с помощью аналитической модели [2]. Геометрия проточной части аппарата была задана на основании предварительного конструктивного расчёта [2]. Построенные с помощью Ansys Fluent поля температур и чисел Маха в продольном сечении струйного парового компрессора соответствуют основ-ным законам механики и термодинамики сплошных сред. Был определён диапазон числа Куранта в решателе Ansys Fluent, при котором возможно нахождение правильного решения. Рассчитанные коэффициент инжекции и температура смешанного потока на выходе из аппарата по обеим методикам совпали с достаточной точностью, что позволяет использовать численное моделирование для инженерных расчётов.