Nikola Tesla – ten to miał głowę nie od parady. Ale nie miał SOLIDWORKS Flow Simulation. Ciekawe do czego by doszedł dysponując takim zaawansowanym narzędziem? 😊
Przepływowa dioda
O czym mowa? Chodzi o „zawór” Tesli, który jest urządzeniem przepływowym działającym analogicznie do diody elektrycznej – posiada bardzo wysoki opór przepływu w jednym kierunku, natomiast znacznie niższy w kierunku przeciwnym. Wyjątkowe dla tej konstrukcji jest wyeliminowanie wszystkich elementów ruchomych, co gwarantuje wysoką niezawodność pracy.
Zróbmy to w SOLIDOWORKS Flow Simulation
W niniejszym artykule pokażę jak zasymulować przepływ przez taki „zawór zwrotny” w oprogramowaniu SOLIDWORKS Flow Simulation. Dzięki wykorzystaniu badań parametrycznych oraz możliwości łatwego klonowania projektów uzyskam charakterystykę tej konstrukcji dla przepływu w obu kierunkach i dla różnych wartości jego natężenia.
Dla uproszczenia zagadnienia zastosowałem uproszczenie domeny obliczeniowej do przestrzeni dwuwymiarowej analizując przepływ tylko w jednej płaszczyźnie.
Zastosowałem również adaptacyjne zagęszczanie siatki obliczeniowej dla uzyskania jak najwyższej jakości wyników.
Efekt
W przypadku przepływu „z prądem” płyn meandruje bez zbytnich przeszkód przez geometrię „zaworu” Tesli. Odwracając zaś kierunek przepływu geometria tego urządzenia zawraca niektóre strugi płynu kierując je na główny prąd i blokuje go znacząco zwiększając efektywną drogę od wlotu do wylotu i podnosząc opór przepływu.
Wyniki przedstawione na wykresie potwierdzają znaczącą różnicę w oporze przepływu w zależności od jego kierunku dla całego zakresu badanych prędkości. Największa rozbieżność (tzw. diodowość) wynosząca 3,15 występuje dla wartości 0,004 kg/s. Diodowość określamy jako stosunek oporu przepływu w jednym kierunku, do oporu przepływu w przeciwnym kierunku.
W podobny sposób można by było również uzyskać wyniki dla różnych wariantów geometrycznych takiej konstrukcji. SOLIDWORKS Flow Simulation daje nam morze możliwości.
