Bu analiz çalışmasında, bir egzoz sistemindeki katalitik konvertör üzerinde bir analiz yapacağız. Katalitik konvertörler, araba emisyonlarının toksisitesini azaltmak için kullanılır. Gözenekli malzemeler sıvının geçmesine izin verir ve genellikle filtrasyon sistemlerinde kullanılır.
Mühendislik hedeflerini uygulamak için akış alanındaki yapay cisimler kullanacağız. İki farklı gözenekli tasarımı karşılaştırıp, modelin enine kesiti boyunca akış alanlarının gelişimine göre performanslarını değerlendireceğiz.
Akışkanlar , kum taneleri arasındaki boşluklar gibi çok küçük yarıklardan veya bir süngerdeki deliklerden geçebilir. Bu malzemeler genellikle küçük delikler veya gözenekler nedeniyle gözenekli malzemeler olarak adlandırılır, akışkanın geçmesine izin verilir.
Gözenekli malzemeden akış, makro veya mikro ölçekli perspektifle incelenebilir. SOLIDWORKS Flow, mikro ölçekte akışı incelemek için kullanılabilse de, öncelikle makro ölçek perspektifinden gözenekli ortama odaklanacağız.
Gözenekli bir ortamdaki akış hızı Darcy Yasasına tabidir. Bu denklemde:
Q: Hacimsel Akış Hızıdır
K: gözenekli ortamın geçirgenliğidir. Geçirgenlik uzunluk karesi birimleriyle ölçülür.
µ: sıvı viskozitesi
A: kesit alanı
Pb– Pa, ortam boyunca basınç düşüşü.
L : uzunluk
SOLIDWORKS Flow ‘da, gözenekli ortam önce gözenekli gövde tanımlanarak simüle edilebilir. Gözeenekli Ortam komutu ile gözenekli malzeme özellikleri verilir. Mühendislik Veritabanında önceden tanımlanmış bazı malzeme özellikleri vardır, ancak bu modülde kendi Gözenekli Malzememizi oluşturacağız.
Gözenekli Ortam oluşturulurken belirtilmesi gereken üç özellik vardır: Bu özellikler Gözeneklilik, Geçirgenlik tipi ve Direnç hesaplama formülüdür.
SOLIDWORKS Flow’un ihtiyaç duyduğu üçüncü özellik, akışa karşı dirençtir. Direnç, Darcy Yasasındaki Geçirgenliğe çok benzer.
Gözeneklilik (Porosity), gözenekli ortam içindeki sıvı hacmi ile toplam hacim arasındaki hacim oranı olarak tanımlanır. Gözenekli ortamın ne kadarının bir akışkan tarafından işgal edilebileceğini tanımlar.
Gözenekli ortamdan akmaya karşı direnç, her yönde her zaman aynı değildir. Geçirgenlik (Permeability) , sıvının gözenekli malzeme içinde hareket etmesine nasıl izin verildiğini tanımlar.
SOLIDWORKS Flow’un ihtiyaç duyduğu üçüncü özellik, akışa karşı dirençtir. Direnç, Darcy Yasasındaki Geçirgenliğe çok benzerdir. Direnç (resistance) SOLIDWORKS Flow’un ihtiyaç duyduğu üçüncü özellik, akışa karşı dirençtir. Direnç (resistance) , Darcy Yasasındaki Geçirgenliğe çok benzer. Direnç, aşağıdaki denklem kullanılarak tanımlanır) , aşağıdaki denklem kullanılarak tanımlanır.
Direncin hesaplanmasının birkaç yolu vardır.
a-) Basınç düşüşü, akış debisi, boyutlar
b-) Basınç düşüşü, akış hızı, boyutlar
V:Akış hızı
P: Akış yoğunluğu
c-) Hıza Bağımlı Olarak
d-) Gözenek Boyutuna ve Reynold Sayısına Bağlı Olarak
D: Hidrolik Çap
Sistem, gözenekli ortam olarak temsil edilecek iki filtre ile donatılmıştır. Bu modülde iki simülasyon çalıştıracağız. İlk simülasyonda, her iki filtre de izotropik olacaktır. İkinci simülasyonda, birinci filtre tek yönlü olacak ve ikinci filtre izotropik olacaktır.
Akış gözenekli malzemeye ulaşmadan önce sahte bir gövdeden akacaktır.
Analiz Adımları
Proje Isotropic olarak adlandırıldı.
Birim Sistemi
Analiz Tipi
Akışkan Tipi
İlişkili Hedef ile bir Giriş Hızı Sınır koşulu oluşturacağız. Hedefler sekmesinde “Toplam Basınç Ort” tanımlayarak unsur ağacında yer “Hedeflere” ekleme yapmış olacağız. Bir sonraki aşama için Flow Simulation Gözenekli (Porous) Ortamda Egzoz Analizi #2 sayfasına geçiniz.
