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如何使用SolidWorks Flow Simulation分析孔蚀现象

如何使用SolidWorks Flow Simulation分析孔蚀现象
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如何使用SolidWorks Flow Simulation分析孔蚀现象

Cavitation in SolidWorks Flow Simulation –

如何使用SolidWorks Flow Simulation分析孔蝕現象

■實威國際/CAE產品事業部

何謂孔蝕現象(Cavitation)

孔蝕現象(Cavitation)也稱之為氣穴現象、空穴。當液體進入管路或閥門時如果壓力低於流體之蒸發壓壓力(Vapor Saturation Pressure),就會在管路或閥門的流道內產生氣泡。

這氣泡不是因為加熱而產生的,而是因為流動造成局部區域流速較快引起局部區域靜壓驟降,氣泡的產生會造成噪音或振動,而且通常是發生在實體表面上,因此會損壞管路或閥門的壁面,進而降低設備的使用壽命。孔蝕現象也常常發生在其他常見的裝置如泵浦、葉輪……等流體機械。若能透過分析軟體在產品設計階段模擬出此現象,則對於產品品質有非常大的保障。

(圖一) 發生孔蝕現象的渦輪葉片(圖片來源:參考資料2)

(圖二) 葉輪模型範例,吸入端至吐出端的壓力曲線,上方曲線是正常的,下方曲線低於蒸

發壓力會發生孔蝕現象。

孔蝕現象在SolidWorks Flow Simulation

1.SolidWorks Flow Simulation 2006以前版本。SolidWorks Flow Simulation無法直接模擬出孔蝕現象。不過,可以藉由分析結果中負壓的區域指出有孔蝕現象的區域。

2.SolidWorks Flow Simulation 2007之後版本。SolidWorks Flow Simulation有一項新增功能,可以應用來評估是否發生孔蝕現象。

(圖三) 在SolidWorks Flow Simulation 2007版本之後,在流體流動特性(Flow Characteristic)中,就可以指定要不要啟動Cavitation選項。

使用建議

? 若是分析水的流動,在分析的區域中有可能局部區域的靜態將低於液體在環境溫度下的蒸發壓力值或者是液體流過劇烈加熱區域使溫度上升至沸點而引起孔蝕現象,建議在Wizard 或General Settings的Fluid設定頁面中啟用Cavitation選項。

? 孔蝕區域通常在分析過程中發展緩慢,所以有可能在整個孔蝕區域完整發展前就停止運算。為了要避免這種情形發生,要設定流體平均密度(Average Density)在整體運算目標(Global Goal)中,而且在運算控制選項(Calculation Control Options)中調整分析歷程(Analysis interval)至2.5 travels。並且要確認除了運算目標收斂沒有其他的運算終止條件。最簡單的方式是選擇運算終止條件要所有條件都滿足(” If all are satisfied”)。

? 要檢視孔蝕現象的區域,可以在結果檢視時顯示參數選擇密度(Density)或者氣體體積比率(Volume fraction of Vapour)。

使用限制及假設

使用SolidWorks Flow Simulation的孔蝕功能會有以下限制以及假設:

? 孔蝕功能(Cavitation)目前僅能使用在不可壓縮水(incompressible water ),也就是說使用內建資料庫中的Water SP; 而且不能應用在混合液體的計算。

? 在相轉換區域的溫度及壓力值應該在以下範圍內: T = 277.15 - 583.15 K,P = 800 - 107 Pa。

? 運算時啟用Cavitation選項,當運算終止或者中途中斷運算,若要再繼續運算,不能再接續運算,一定要重新開始運算。

? 在分析的模型中如果沒有流入或流出的流動邊界條件(flow openings),不能使用Cavition選項。

? 發生孔蝕現象的流體區域的運算網格必須要解析詳細。

實例–Cavitation on a hydrofoil

此實例中,我們以一個水流管路中的水中翼(Hydrofoil)來模擬孔蝕現象。(實驗及理論數據詳見參考資料4)

此實例我們以2D平面流的方式簡化模擬。此水中翼的翼弦0.305m,攻角3.5°。整個模擬管路運算範圍長度2m,高度0.508m。

邊界條件設定水流流入流速8m/s,流出為環境壓力(Environment Pressure),流體為SolidWorks Flow Simulation內建的Water SP,其餘的設定參數使用預設值。使用局部網格控制(Local Initial Mesh),讓孔蝕區域的流體網格解析更詳細,總共網格數大約35萬。

(圖四) 孔蝕現象分析實例模型

首先,使用一般的運算方式,先不啟用Cavitation選項,環境壓力值設定為34975 Pa,檢視其運算結果。運算結果的壓力值最大值為79687 Pa,最小值為-13963 Pa(如下圖五所示)。壓力最小值為負值,所以很明顯地,壓力值低於水的蒸發壓,這個模型已經存在孔蝕現象,其壓力值結果己不符合真實情形,無參考價值。由密度圖(圖六)來看,其密度值幾乎沒有改變。因為沒有啟用Cavitation選項,所以程式運算時不考慮相變化情形,都是以液相方式計算,壓力值才會失真呈現負值。

(圖五) 壓力值,靜壓最低值為負值,不符合真實物理現象。

(圖六) 密度值,幾乎不變。

以XY Plot擷取延著水中翼的上部表面的分析結果,如圖七、圖八所示。

(圖七) 上表面XY Plot 壓力值曲線,中間一段區域低於0,不符合真實物理現象。

(圖八) 上表面XY Plot 密度值曲線,幾乎不變。

以一般的運算方式,頂多知道有孔蝕現象(Cavitation)發生,若要知道真實的情形,必須啟用Cavitation選項。接著啟用Cavitation選項再重新運算。

檢視運算結果,壓力值最大值為79745Pa,最小值為3701 Pa(如下圖九所示)。壓力最大值和之前運算的結果一致,但最小值已不再是負值了。因為有孔蝕現象,所以通常會搭配密度圖以及氣體體積比率圖來看(圖十及圖十一)。密度值最大值為987 kg/m3,最小值為617 kg/m3,有很明顯的變化。氣體體積比率最大值為0.38,可看出有很多的氣體產生。

(圖九) 使用Cavitation選項。壓力分佈圖。

(圖十) 使用Cavitation選項。密度分佈圖。

(圖十一) 使用Cavitation選項。氣體體積比率分佈圖。

以XY Plot擷取延著水中翼的上部表面的分析結果。

(圖十二) 上表面XY Plot 壓力值曲線,中間一段區域較低,為孔蝕區域。

(圖十三) 上表面XY Plot 密度值曲線,中間一段區域較低,為孔蝕區域。

(圖十四) 上表面XY Plot 氣體體積比率值曲線,中間一段區域很高,為孔蝕區域。

孔蝕現象計算分析時,通常會使用一個孔蝕係數σ做為參考依據

此處P∞為流入水的壓力,Pv為飽和水蒸發壓力(在溫度293.2K時是2340Pa),ρ是流入水的密度,U∞是流入水的流速。

下列是以4種不同的孔蝕係數σ值,分析結果的氣體體積比率圖與實驗結果比較圖。

(圖十五) 不同的孔蝕係數分析與實驗結果比對。

下圖由分析結果的水中翼上表面氣體體積比率XY Plot求出孔蝕區域的長度除以上表面長度的比值與孔蝕係數關係表。

(圖十六) 孔蝕區域長度的分析值與實驗值比對。

透過SolidWorks Flow Simulation的孔蝕分析功能,可以更準確的預測出管路或閥門設備中的孔蝕現象,使得設計的產品有更高的可靠性。

[參考資料]:

1. “Introduction to Fluid Mechanics” by James E.A. John and William L. Haberman

2. Wikipedia : https://www.sodocs.net/doc/0311036854.html,/wiki/Cavitation

3. Physical Today on Web : https://www.sodocs.net/doc/0311036854.html,/pt/feb00/maris.htm

4. Wesley, H. B., and Spyros, A. K.: Experimental and computational investigation of sheet cavitation on a hydrofoil. Presented at the 2nd Joint ASME/JSME Fluid Engineering Conference & ASME/EALA 6th International Conference on Laser Anemometry. The Westin Resort, Hilton Head Island, SC, USA August 13 - 18, 1995

如何使用SolidWorks Flow Simulation分析孔蚀现象

如何使用SolidWorks Flow Simulation分析孔蚀现象 Cavitation in SolidWorks Flow Simulation – 如何使用SolidWorks Flow Simulation分析孔蝕現象 ■實威國際/CAE產品事業部 何謂孔蝕現象(Cavitation) 孔蝕現象(Cavitation)也稱之為氣穴現象、空穴。當液體進入管路或閥門時如果壓力低於流體之蒸發壓壓力(Vapor Saturation Pressure),就會在管路或閥門的流道內產生氣泡。 這氣泡不是因為加熱而產生的,而是因為流動造成局部區域流速較快引起局部區域靜壓驟降,氣泡的產生會造成噪音或振動,而且通常是發生在實體表面上,因此會損壞管路或閥門的壁面,進而降低設備的使用壽命。孔蝕現象也常常發生在其他常見的裝置如泵浦、葉輪……等流體機械。若能透過分析軟體在產品設計階段模擬出此現象,則對於產品品質有非常大的保障。 (圖一) 發生孔蝕現象的渦輪葉片(圖片來源:參考資料2)

(圖二) 葉輪模型範例,吸入端至吐出端的壓力曲線,上方曲線是正常的,下方曲線低於蒸 發壓力會發生孔蝕現象。 孔蝕現象在SolidWorks Flow Simulation 1.SolidWorks Flow Simulation 2006以前版本。SolidWorks Flow Simulation無法直接模擬出孔蝕現象。不過,可以藉由分析結果中負壓的區域指出有孔蝕現象的區域。 2.SolidWorks Flow Simulation 2007之後版本。SolidWorks Flow Simulation有一項新增功能,可以應用來評估是否發生孔蝕現象。

lidWorksFlowSimulation全局旋转与局部旋转的应用

lidWorksFlowSimulation全局旋转与局部旋转的应用 发表时间:2014-10-9 作者: 周洲来源: 互联网 关键字: SolidWorks Flow Simulation全局旋转局部旋转 本文介绍了以离心泵和CPU散热器仿真分析为例,介绍了在运用SolidWorks Flow Simulation进行旋转设置的过程中,设置全局旋转或局部旋转的具体步骤和方法。 当我们在SolidWorks Flow Simulation遇到有旋转的情况时,我们会考虑设置全局旋转或局部旋转。设置全局旋转时,所有组件均参与旋转;而设置局部旋转时,只有包括在旋转区域内的组件参与旋转,那这两种情况该如何设置呢?请看下文的实例: 离心泵: 1.该离心泵模型由叶轮、盖子以及3个封盖组成,实例是研究空气通过具有旋转叶轮离心泵的流动情况。空气通过进口封盖沿垂直于封盖表面的方向流入离心泵内部,通过旋转的叶轮从出口封盖流出,见图1。 图1 离心泵模型 2.通过向导设定分析类型为内部流动,旋转类型为全局旋转,参考轴为Z轴,角速度为 -209.43951rad/s(2000rpm)。见图2:

图2 向导设定分析类型 3.插入进口封盖的边界条件为入口体积流量0.3m3/s,出口封盖的边界条件为环境压力。见图3:

图3 插入进口封盖的边界条件 4.该离心泵只有叶轮转动,而其余组件不参与旋转,因此需要将这些组件视为“定子”的真实壁面。选择插入边界条件,在打开的属性管理器中,选择盖子,在类型下选择“壁面”,设置为“真实壁面”,勾选“定子”。在全局旋转下,不参与旋转的组件必须视为“定子”。如图4所示:

SOLIDWORKS 简介

CAD基础第十一讲SolidWorks软件简介 一、概述:1、简介:SolidWorks是一套三维机械零件设计自动化软件,是95年推出。 评审专家指出,SolidWorks 2001Plus既有直观友好的界面,高效率的设计功 能,学习周期短,具有强大的实体造型能力,可以让设计者很快轻松上手。 2、特点:(1)新的设计思路: AutoCAD代替了原有的手工设计,设计时画出二维的装配图及零件图,生产出零部件后,发现问题,再重新修改设计。 而SolidWorks是设计出三维零件后进行装配,可以动态地查看装配体的所有运动,并对零部件进行动态的干涉和间隙检测,还可以应用智能零件技术进行装配。 (2)SolidWorks提供了基于特征的实体建模功能,可以通过拉伸 特征、旋转特征、薄壁特征,抽壳、阵列、打孔操作实行产品的设计。 (3)采用尺寸驱动,定型状的同时就标注尺寸,尺寸变化时形状也会发生改变,由模型生产的图纸和装配体因为尺寸修改,会自动地进行更新。 (4)有FeatureManager设计树,(特征管理器设计树) 用于激活零件装配体或工程图的大纲视图,组织和管理设计信息,可方便查看模型或装配体的构造情况,查看工程图中不同图纸和视图。 3、启动和工作界面 (1)启动和初始界面 单击新建文件出现新建文件对话框,在模板中选零件,装配体或工程 图,可在窗口中进行新零件,装配体或工程图的设计。 (2)SolidWorks 2001Plus的工作界面。 包括、标题栏、菜单栏、工具栏 工具栏:打开工具栏,“自定义”对话框中选择“命令”拖拉图标到工具栏中。 状态栏:显示当前任务,指针位置坐标和其他相关参考信息。 FeatureManager设计树。 指针:指针是交互设计时反馈信息。 二.草图的绘制:草图是实体的二维轮廓,构成草图的点,直线、圆弧等元素称为草图 的实体,而特征是在创建平面(基准面,模型平面)上的草图通过造型功能而生成。 1、草图创建和基准面设置 打开草图绘制按钮(在默认基准面上)或选取基准面,在基准面上绘制草图。 基准面的设置,原始设置有三个基准面,在设计树中单击基准面才会显示。 新基准面的建立:创建草图不在坐标面上,也不在模型面上,可通过命令建立新 基准面。命令出现基准面草图特征管理器,可有五种方法生成新基准面。 (1)通过直线和点(2)点和平行面(3)两面夹角(4)等距平面(5)垂直于曲线(6)曲面几切平面。

solidworks 功能模块介绍

Solidworks 功能模块介绍 广州宇喜资讯科技有限公司廖仲华 1.TolAnalyst 是一种公差分析工具,用于研究公差和装配体方法对一个装配体的两个特征间的尺寸向上层叠所产生的影响。每次研究的结果为一个最小与最大公差层叠、一个最小与最大和方根 (RSS) 公差层叠、及基值特征和公差的列表。 2.ScanTo3D 使用 SolidWorks 软件的 ScanTo3D 功能,您可以从任何扫描器打开扫描数据(网格或点云文件)或从数学软件中打开曲线数据,准备数据,然后将之转换成曲面或实体模型。 3.SolidWorks Motion 您可使用运动分析(可在SolidWorks premium 的SolidWorks Motion 中使用)精确模拟并分析装配体的运动,同时合成运动算例单元的效果(包括力、弹簧、阻尼以及摩擦)。运动分析算例将运动算例单元在运动计算中与配合结合。因此,运动约束、材料属性、质量、及零部件接触包括在 SolidWorks Motion 运动学解算器计算中 4.SolidWorks Simulation SolidWorks? Simulation 是一个与 SolidWorks?完全集成的设计分析系统。SolidWorks Simulation 提供了单一屏幕解

决方案来进行应力分析、频率分析、扭曲分析、热分析和优化分析。SolidWorks Simulation 凭借着快速解算器的强有力支持,使得您能够使用个人计算机快速解决大型问题。SolidWorks Simulation 提供了多种捆绑包,可满足您的分析需要。 SolidWorks Simulation 节省了搜索最佳设计所需的时间和精力,可大大缩短产品上市时间。 5.CirtuitWorks CircuitWorks 只可为 SolidWorks Premium 用户所用,但CircuitWorks Lite 可让所有 SolidWorks 用户输入 IDF 2.0 和3.0 文件以创建 SolidWorks 零件模型 6.SolidWorks Routing 您可以使用 SolidWorks Routing 生成一特殊类型的子装配体,以在零部件之间创建管道、管筒、或其它材料的路径。 7.SolidWorks Workgroup PDM Workgroup PDM 应用程序为项目数据管理软件,在SolidWorks?环境内部运行或作为独自应用程序在 SolidWorks Explorer 中运行。Workgroup PDM 以检出、检入、修订控制及其它管理任务的步骤来控制项目。SolidWorks Explorer 是一个文件管理工具,可帮助您进行诸如重新命名、替换和复制SolidWorks 文件之类的工作。您可显示文档的参考,使用各种准则搜索文档,并列举文档的所有使用之处。 您可在有或在无SolidWorks 应用程序的情况下使用

SolidWorks孔标注样式的修改

Solidworks中的孔标注修改 Solidworks中默认的孔标注样式常常与企业内标准不一致, 每次标注后进行修改的额外工作量很大,怎样才能修改默认 标注样式,让标注工作轻松愉快呢? 下面为大家介绍一点我的经验 首先注解中的孔标注位置: 点击孔标注按钮后就可以对“异型孔向导”建模的特征进行 快速标注。 Solidworks2013“GB”标注样式如下: 可以看到,孔的信息包括了“底孔直径”、“底孔深度”、“螺 纹孔公称尺寸”、“螺纹孔精度”、“螺纹段长度”等属性。针 对公司内容进行修改,不需要底孔相关的信息。 修改方法如下 找到控制孔标注样式的“calloutformat.txt”文件,位置如下:

在:选项\系统选项\文件位置\孔标注格式文件,查看本机的孔标注格式文件位置,如“C:\Program Files\SolidWorks Corp\SolidWorks\lang\chinese‐simplified”在文件夹中找到“calloutformat.txt”文件进行修改, 针对“calloutformat.txt”文件中GB段的内容进行修改: txt中各文件的意义如下: *以上 = 右边的每个字符串可以自定义来符合普通文字条目 *或合适的异形孔向导变量。一个变量可替代另一变量使用。 *异形孔向导变量为小写字母,形式为: *大写字母项目为 SolidWorks 符号名称,形式为: * *以上 = 左边的新条目将不被使用。 *删除以上 = 左边的任何条目可能会引起相关的孔具有空白孔标注。

* *有效的异形孔向导变量如下: *VARIABLE DESCRIPTION* * Type * Standard * Fastener Type * Fastener Size * * Counterbore Depth * Counterbore Diameter * Counterdrill Angle * Counterdrill Depth * Counterdrill Diameter * Countersink Angle * Countersink Diameter * Depth * Diameter * Drill Angle * End Condition * Far Side Countersink Angle * Far Side Countersink Diameter * Head Clearance * Hole Diameter * Hole Depth * Major Diameter * Middle Countersink Angle * Middle Countersink Diameter * Minor Diameter * Near Side Countersink Angle * Near Side Countersink Diameter * Tap Drill Depth * Tap Drill Diameter * Thread Angle * Thread Depth * Thread Description * Thread Diameter * Thread Class (1B, 2B or 3B, applies to Ansi Inch holes only) * Thread Series * Thread Size * Thru Hole Depth * Thru Hole Diameter * Thru Tap Drill Depth * Thru Tap Drill Diameter * Description

solidworks使用心得

solidworks使用心得 SolidWorks 常见问题安装问题 Q1:怎样修改,修复或删除已有SolidWorks软件的安装? A:在退出SolidWorks的状态下,于控制面板中双击添加或删除程序,选择Solidworks,单击更改或删除来对软件进行 相应的更改;若跳过该步可进行程序维护,包括修改和修复程序。 Q2:SolidWorks怎么进行激活? A:在安装完成软件后需要进行软件的激活,激活方式有两种:通过英特网自动激活与通过电子邮件手工激活。通过英 特网自动激活时需要安装正确的授权序列号,并填写相应的客户信息,在连接互联网状态下即可以完成 自动激活;若通过电子邮件激活,单击保存生成文件,然后将文件发送到 。当您收到许可密匙 时,再次运行激活过程并单击打开以装载相应文件。激活/重新激活成功对话框显示所有已成功激活的 产品。 Q3: 什么是网络许可?网络许可有什么特殊的表现? A:网络许可即SolidWorks License(SNL),可通过浮动许可使用而允许用户数量超过许可数量。SNL安装表现在:

1.SW提供的USB或并行端口硬件锁(dongle)附加到许可服务器上。 2.SNL Manager软件及SNL文件只安装在许可服务器上。 3.在许客户端上安装SolidWorks软件时,序列号识别此计算机为SNL客户端,提示SNL客户端安装对话框。键入许可服务器的地址以将客户端连接到服务器。 Q4:网络版需要特殊的服务器吗?对网络连接有什么要求? A:许可服务器支持多个许可客户端。它在网络上为客户机分发许可。许可服务器可以:只分发SolidWorks许可,分发SolidWorks许可并运行SolidWorks软件。许可服务器及所有许可客户端必须位于使用 TCP(传输控制协 议)的同一网络上。网络许可得管理包括:升级网络许可,删除许可文件,检索客户端许可,借用许可,临时许可等。 2、零件与草图 Q1:什么是设计意图,怎样来体现设计意图? A:设计意图是关于模型被改变后如何表现的规划,模型创建的方式决定它将怎样被修改。可以通过以下几种方式来体 现设计意图:自动(草图)几何关系、方程式、添加约束关系、尺寸。 Q2:怎样在直线与圆弧间进行切换? A:草图绘制时L键快捷方式选择直线,A键切换直线与切线弧。 Q3: 怎样显示直径或半径?

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SW里的Flow Simulation散热分析实例教程 是一个SIMULATION的插件,我用过的版本中只有2011可以模拟。 大致方法如下:(现在电脑上的是2010,本本上的是2011,在家里了) 1.建模 2.装配 3.编辑材质 ————————分割线——————进入插件 4.进入Simulation功能模块 5.新算例中选择热力 6.设置对流 1.选择产品与空气接触面(多选,也可选择全部然后去掉没用的面) 2.温度开始时开氏的(K),就是热力学温度,开氏温度=摄氏温度+27 3.15°,你要什么样环境温度可以按照这个公式算一下 3.对流系数,不一样的环境系数不一样,老版本的传热学教材里注明,室内的空气的流通量较小,对流系数在5~8W/(m^2·℃,户外在8~15W/(m^2·℃,可根据使用环境进行设置。 7.热量设置,选择光热器件的面。在这里未必要画出LED,因为那样对于新手很难选到LED底部的,可在几班的模型上拉伸出LED底部面积大小的面,最终模拟出来后去加热阻来算LED结温。一般来讲,LED的功率消耗包括发光和产生热两部分的,正常应该是在30%的光+70%的热,光效不一样的话会有很微妙的影响,可忽略不计的,这里我建议不要这么去考虑,如10W的光源就按照产生10W的热去模拟,而不是7W。(此处30%、70%仅限参考) 8.划分网格,网格化分的越精细,模拟会相对精确,流体分析的模拟软件原理是一样的,有时间可以去了解一下。有一些小结构或者比较碎的结构可能造成网格划分失败,多是因为模型的局部有壁厚过薄或者两零件有干涉的情况,好好检查一下。 9.右键---新算例,上面有选项,稳态和瞬态,此处选择稳态,即达到热平衡后的结果。 10.计算模式哪里有三个选项,选择“D”开头的模式,具体名称忘记了。 11.点击运算 12.等··· 13.等··· 14.配置不好或模型较大的用户请重新启动计算机,双击Solidworks,返回到第一步重新开始。 我是这样做的,有高手觉得不妥的话欢迎指导!本打算图文并茂来着,但是电脑在家里,不好意思,就这样将就看吧,要是有什么问题的话,给我留言,但愿对各位有用! -———————————————————————— 补充: 设置的时候有个接触面的设置,那里会具体到两种材料的接触模式所产生的温差。 我们也可以把整个系统做的具体一点,如集胶体的厚度或硅胶垫的厚度都把它们拉出来,这样会更好一些。

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Solidworks画实体内螺纹(螺帽) 2017年11月21日 近期用Solidworks做个零件,然后想3D打印出来,需要用到螺纹孔和螺钉,但是异型孔向导画出来是螺纹装饰线,根本打印不出来,只得自己动手画一个实体螺纹,下面以画M3的螺孔(另一篇画螺钉)为例来描述画图过程。 1M3的螺孔和螺钉尺寸 补充的几个尺寸X、X1、X2、P1、P2计算公式如下: X=2*H1/sqrt(3) X1=H/8*2/sqrt(3) X2=H/4*2/sqrt(3) P1=P-X1 P2=P-X2 表1是螺纹尺寸参数,将M3公制螺纹粗牙的参数带入上述公式,可得:H=0.866*0.5=0.433 H1=0.5412*0.5=0.2706 D=d=3 D1=d1=2.459 X=0.312462 X1=0.0625 X2=0.125 P1=0.4375

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图步骤此处不详述,效果如下: 第二步:以D1为直径打孔,先在要打孔的面上画一个直径为D1的圆形,然后拉伸切除

第三步:在切除操作形成的圆筒面上画螺旋线 3.1 在打孔的一个面上画一个与孔等直径、同圆心的圆 3.2 “插入”->“曲线”->“螺旋线/涡状线(H)…” 注意螺旋线的起点有旋转方向箭头,旋转的轴向也有方向箭头,一般螺纹都是顺时针的,图上搞不清的话,可以点击左侧“圈数”上下的箭头,会很直观的看到旋转的方向是不是自己想要的方向

第四步:画螺纹的牙型 4.1 画基准轴,画出打孔形成的圆筒面的中心轴 “特征”->“参考几何体”->“基准轴”,选择圆筒内壁面,左边选择“圆柱/圆锥面”

solidworks2013特征识别

SolidWorks的特征识别插件FeatureWorks可以对 输入实体进行特征识别。识别的特征与使用 SolidWorks软件生成的特征相同,可以编辑所识别特征 的定义来改变其参数。对于基于草图的特征,在识别特 征后,就可从SolidWorks特征管理器设计树编辑草图 以更改特征的几何形状。本章主要介绍FeatureWorks 选项设置、FeatureWorks识别类型、识别不同的实体和 诊断错误信息。 重点与难点 .选项设置 .识别类型 .识别不同实体 .诊断错误信息 solidworksFeatureWorks选项设置 可使用Feature Works PropertyManager来设定大部分FeatureWorks识别选项。solidworksFeatureWorks选项 系统允许自定义FeatureWorks的选项,以及设定默认的参数。 单击FeatureWorks选项【Feature Works工具栏】,或选择【插入】【Feature Works】【选 项】命令,弹出【Feature Works选项】对话框,如图16-1所示。

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SolidWorks异形孔问题

SolidWorks异形孔问题 SolidWorks的异型孔向导是针对生成孔特征的工具,通过该命令我们不需要查阅相关标准设计手册,直接按各国的标准件选择设计对应的标准孔特征,当然还可以根据企业需求对标准孔数据进行扩充,或定制非标件的配对孔。目前,异型孔包含有公制、英制、国标等12种标准。 最近客户使用SolidWorks的异型孔向导命令时出现内存不足或尝试从标准文件C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\SolidWorks\SolidWorks2012\HoleWizardFavor ites.mdb初始化数据来源时发生其它错误的症状,如下图: : 从常规的问题排查后,包括修复,甚至重装都是解决不了该问题。按如下的目录找到C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\SolidWorks\SolidWorks2012找到HoleWizardFavorites.mdb文件,把其删除,该功能正常使用了,但是只能使用一次,必须再删除该文件才能进行该功能的操作。 最后与客户再次仔细沟通该问题出现的情况,得知是最近才发现该问题,之前是能正常使用的,最近一个月他们上了加密软件。得知该情况后联系加密厂商排查,发现是其对于solidworks 自动解密的设置错误。经过调整之后,问题得到彻底解决。 南京东岱信息技术有限公司SolidWorks技术支持提醒solidworks用户,加密、杀毒、翻译软件等对于solidworks的正常使用有一定的干扰。如发现一些非正常的问题请从这些地方排查,排查方法是关闭这些软件后测试同样的问题是否重现。

基于SolidWorks Flow Simulation的比例阀和真空泵的选型与优化

IM 软件世界 · 68 · 在真空泵和罐体之间装一台比例阀,比例阀和真空泵配合可改变抽速,保证罐内恒压。比例阀根据压力变化要求提供维持需要压力,比例阀与真空泵的选型多数靠经验来匹配,往往出现高能耗。通过SolidWorks Flow Simulation 对设备进行分析仿真,通过数据对比最优化的对比例阀与真空泵体的选型。 一、问题的提出 在真空设备和半导体设备中,常常有这样的工艺要求,某罐体内通入恒定流量的气体,并且保证罐体内恒压。通常采用方案是由一支流量计通入恒定流量的气体,出口连接一台真空泵抽气,在真空泵和罐体之间装一台比例阀, 这样比例阀和真空泵配合可改变抽速,保证罐内恒压。 图1 如图1所示是一款真空产品真空气路图,工作顺序如下。(1)首先关闭气动挡板阀-Φ100、电磁阀、流量计和电磁充气阀,比例阀开度100%,打开气动挡板阀-Φ16。基于SolidWorks Flow Simulation的比例阀和真空泵的选型与优化 撰文/北京七星华创电子股份有限公司工业炉分公司 张永军 北京盛维安泰系统技术有限公司 李跃超 (2)然后开启滑阀泵-70L /S 预抽真空,真空度抽至30000Pa 时关闭动挡板阀-Φ16,比例阀开度0%,开启气动挡板阀-Φ100。 (3)真空度抽至2000Pa 时,罗茨泵-300L /S 开启。(4)真空度抽至0.5Pa 时,关闭气动挡板阀-Φ100、罗茨泵-300L /S ,开启电磁阀、流量计,流量计保证0.5L /S 流量的氩气。 (5)达到0.6atm 时开启气动挡板阀-Φ16,比例阀,比例阀和真空泵组成闭环,由PLC 控制其开度。此设备大部分时间在此状况下工作。 在一个实例中,比例阀结构是通径Φ20的蝶阀,阀板在0°~90°转动,以实现0%~100%开启度。在保证0.6atm 恒压时,开启滑阀泵,比例阀开度8%。其8%~100%调节用不到,而且极不灵敏。我们判断比例阀通径选大了。选多大合适呢?结合SolidWorks Flow Simulation 模拟,让我们寻找合适的比例阀通径。 SolidWorks Flow Simulation 是一款比较经典的流体分析软件,它能解决流体流动分析、热分析、共轭传热、瞬态分析,并能作出漂亮视频、图片、图表及报表,且易学易用。除了软件本身向导式的操作流程之外,强大的数 据库可以让使用者减少搜集分析所需数据的工作量。更重要的是与CAD 的无缝集成,可以实现分析结果驱动CAD 参数。使用者无需单独创建流体域,网格划分也极大地减少了使用者的工作量。总之无论是软件的工程化界面,全中文的在线帮助文档,都是使工程师不花费过多的精力在

基于SolidWorksFlowSimulation优化球阀结构

基于SolidWorksFlowSimulation优化球阀结构 摘要:应用SolidWorksFlowSimulation对一款球阀半载及满载状态下的直口型和圆口型两种球体启闭件进行对比,共设计了四个CFD项目:(1)半载+直口型;(2)半载+直口型;(3)半载+圆口型;(4)满载+圆口型。 一、引言 球阀因结构简单、密封性好,而且在一定的公称通径范围内体积较小、重量轻、材料耗用少、安装尺寸小且驱动力矩小,操作简便、易实现快速启闭,是近十几年来发展最快的阀门品种之一。其工作原理是:启闭件(球体)由阀杆带动,并绕方工球阀作轴线作旋转运动的阀门,可用于流体的调节与控制,其中硬密封V 型球阀其V型球芯与堆焊硬质合金的金属阀座之间具有很强的剪切力,特别适用于含纤维、微小固体颗料等介质。球阀的主要特点是本身结构紧凑,适用于水、溶剂、酸和天然气等一般工作介质,而且还适用于工作条件恶劣的介质,如氧气、过氧化氢、甲烷和乙烯等,在各行业得到广泛的应用。 二、项目描述 球阀在使用过程中,通过启闭件的旋转,控制流体的流量。因启闭件长期与流体接触,承受流体的冲压,容易磨损。为提高球阀的使用寿命,有两种方法:(1)选用耐磨性好的材料;(2)优化球阀内部结构,而结构设计是否合理,需要经过物理实验来验证。引入计算流体力学(ComputationalFluidDynamics,CFD)分析后,在做物理实验之前,需要借用流体分析来预测启闭件在使用过程中的与流体间的相互作用,以优化内部结构。为了更好地验证球阀在使用中流量、启闭件阀口状与流体之间的关系,本文以一款球阀为例,设计了四个CFD方案,运用SolidWorksFlowSimulation软件对其阀体进行CFD分析,以对比不同的阀口结构及流量下,各结构内的流体流进球阀内部流体流动状态,以达到优化球阀结构的目的。通过流体分析,可预测不同条件下,流体在球阀内的流动状态,通过对比选择较佳结构设计。此外,球阀的使用者一直有一个误解,认为若流体中夹杂了颗粒,提前过滤流体可有可无,只要增大流体流量,提高流速,就能把杂质冲走。通过粒子示踪等分析,粒子随流体进入球阀后,很难随流体全部带走,因此在球阀使用前,要对流体内的杂质进行过滤,十分必要。 球阀在使用过程中,流量可通过外部控制,为方便理解,按1kg/s为满载,0.5kg/s 为半载进行对比。目前市面上,球体启闭件大致也有两种结构,一种是直口型,一种是圆口型。为更好地进行对比,设计了四个CFD方案,如表1所示。

SolidWorks Flow Simulation在气流纺纱机中的应用

SolidWorks Flow Simulation在气流纺纱机中的应用 一、引言 气流纺纱机又叫转杯纺纱机,气流纺纱有速度大,纱卷大,适应性广,机构简单,不用锭子、钢领、钢丝圈的优点,可成倍地提高细纱的产量。在各种新型纺纱方法与技术中,气流纺纱由于其技术和产品的实用性,得到了大量的推广与应用。气流纺纱的基本工作原理是,将纤维随气流输送到高速回转的转杯内壁,在凝聚槽内形成纱尾,同时被加拈成纱引出,直接绕成筒子。 气流纺纱过程中输入的气流不是单一的空气气体,其中含有大量的纺织纤维,如何使用软件进行可视化的CFD模 拟分析,是非常具有挑战的问题。本文采用专业的计算流体动力学分析软件SolidWorksFlowSimulation对气流纺纱过 程进行数值模拟,分析了内部流体的速度场和压力场分布等,并通过粒子追踪方法,分析了纤维粒子的旋转流动过程。 二、模型组成及分析说明 气流纺纱机的原始模型含有密封垫、轴承、螺栓等部件,非常复杂。为方便计算分析,本文对原始模型进行了简化处理,其结构基本组成及坐标系如图1。 模型由定子、高速转子和外壳三部分组成。其中气流入

口在定子上,直径为1mm,入口流体的质量流率为 0.0002026kg /s,高速转子的转动速度为130000r/min,出 口处的压力边界条件为96325Pa。 首先,使用FlowSimulation分析不含纤维粒子的气体流动,实际问题中纤维对气体的影响忽略不计;然后在该气体流动迹线分析结果的基础上进行纤维粒子流动分析。 三、模型创建 1.初始设置 使用FlowSimulation中提供的自动向导创建功能,进行如下设定,国际制(SI)长度单位为mm,旋转速度单位为r/min,质量流率单位为kg/h;分析类型为内部流动,排除内部没有流动条件的空腔;流体类型为空气;默认初始条件;结果求解精度等级设为4,最小间隙设为1mm,其他默认设置。 2.边界条件 按图1所示设置入口和出口边界条件,入口质量流率为 0.73kg/h(图2),出口静压为96325Pa(图3),指定如图4所示的真实壁面旋转条件,指定旋转速度。 3.初始条件 为了加快收敛计算速度,设置壳体内部切向气体初始速度为40m/s。在FlowSimulation中通过设置两个方向的初始条件来实现,此处不再赘述。

solidworks异型孔进阶

SolidWorks异型孔向导进阶应用 热度 29已有 189 次阅读2011-11-7 10:21|系统分类:技术|SolidWorks, 异型孔, 向导进阶应用 —智诚科技应用工程师 Johnson Guo SolidWorks 拥有直观的工作流程和用户界面,以促进工程师专注于设计工作,而不是仅仅是CAD软件,从而大大提升工程师的设计效率,而异型孔向导就是其中一个很好的例子。 异型孔向导是针对生成孔特征的工具,通过该命令我们不需要查阅相关标准设计手册,直接按各国的标准件选择设计对应的标准孔特征,当然还可以根据企业需求对标准孔数据进行扩充,或定制非标件的配对孔。目前,异型孔包含有公制、英制、国标等12种标准,如下图: 孔规格的操作主要包括两个方面,如图1示

一、类型。设定孔类型参数 a. 孔类型:定义异型孔的标准和类型 b. 孔规格 : 定义异型孔的大小和孔轴的配合情况 c. 终止条件 : 定义异型孔的生成条件 d. 选项 : 定义异型孔的的附加参数 e. 常用类型 : 定义非标准异型孔

f. 特征范围 : 定义异型孔的作用范围 二、位置。在平面或非平面上定义孔放置的位置。使用尺寸和其它草图工具来定位孔中心 通过异型孔直观的操作界面,我们就可以很简单定义出孔特征。但假如要用到一些非标准的孔特征时,我们就可以激活“显示自定义大小”的对话框。 根据个人需求,可以将经常使用的非标准孔特征设置为常用类型孔特征,这样下次就可以快速进行调用,具体操作,如图2示。 a. 添加或更新常用类型 b. 输入新名称 常用类型可以作为公司内部的标准保存,以便共享使用。保存后就新建了一种自定义的新规格,调用起来也非常方便,点击“装入常用类型”就可以快速实现a. 保存常用类型,如图3示

SolidWorks异型孔向导进阶应用

SolidWorks异型孔向导进阶应用 SolidWorks拥有直观的工作流程和用户界面,以促进工程师专注于设计工作,而不是仅仅是CAD软件,从而大大提升工程师的设计效率,而异型孔向导就是其中一个很好的例子。 异型孔向导是针对生成孔特征的工具,通过该命令我们不需要查阅相关标准设计手册,直接按各国的标准件选择设计对应的标准孔特征,当然还可以根据企业需求对标准孔数据进行扩充,或定制非标件的配对孔。目前,异型孔包含有公制、英制、国标等12种标准,如下图: 孔规格的操作主要包括两个方面,如图1示

一、类型。设定孔类型参数 a. 孔类型:定义异型孔的标准和类型 b. 孔规格: 定义异型孔的大小和孔轴的配合情况 c. 终止条件: 定义异型孔的生成条件 d. 选项: 定义异型孔的的附加参数 e. 常用类型: 定义非标准异型孔

f. 特征范围: 定义异型孔的作用范围 二、位置。在平面或非平面上定义孔放置的位置。使用尺寸和其它草图工具来定位孔中心 通过异型孔直观的操作界面,我们就可以很简单定义出孔特征。但假如要用到一些非标准的孔特征时,我们就可以激活“显示自定义大小”的对话框。 根据个人需求,可以将经常使用的非标准孔特征设置为常用类型孔特征,这样下次就可以快速进行调用,具体操作,如图2示。 a. 添加或更新常用类型 b. 输入新名称 常用类型可以作为公司内部的标准保存,以便共享使用。保存后就新建了一种自定义的新规格,调用起来也非常方便,点击“装入常用类型”就可以快速实现 a. 保存常用类型,如图3示

b. 装入常用类型,如图4示 对于大量常用类型的自定义孔,我们可以直接添加异型孔标准库里,进行分类添加,管理和应用起来就更加方便。在系统选项标签上单击异型孔向导/Toolbox,浏览到异型孔向导

SOLIDWORKS零件和特征

20 零件和特征 该章节包括以下主题: ?高级孔 ?阻止编辑派生零件中的已链接自定义属性 ?装饰螺纹线的改进 ?创建边界框 ?消除特征工具改进 ?从损坏实体提取几何体 ?特征冻结栏可用于所有文件夹 ?用于匹配大小或保留设置的异型孔向导选项 ?网格化BREP实体 ?更好地控制自定义属性 高级孔 自定义高级孔标注 您可自定义高级孔的孔标注,这对制造流程很有益。 孔的制造流程不会始终匹配高级孔弹出中显示的顺序。您可自定义匹配制造所需顺序和变量的孔标注,然后使用制造工程图中的标注。 例如,高级孔弹出可能会显示以下顺序:

?(1)近端柱形沉头孔 ?(2)直 ?(3)直线线程 但是,这是在制造中创建孔的顺序: ?(3)直线线程 ?(2)直 ?(1)近端柱形沉头孔 要自定义高级孔标注: 1.在高级孔PropertyManager中,孔标注下,单击自定义标注。 2.要重新排序标注,请选择标注字符串,然后单击上移和下移。 3.要自定义标注字符串,请在标注字符串列表中对其双击,然后选择变量。您也可选择标注变量以 显示所有变量的列表。 修改的字符串在列表中标有星号。 4.要恢复各个标注字符串项目的默认设置,请右键单击字符串,然后单击恢复默认字符串。 5.要移除所有自定义,请在孔标注下,单击默认标注。 默认标注将移除您在PropertyManager中为所有孔标注进行的所有自定义。

使用基准尺寸定义孔元素 您可以使用基准尺寸定义高级孔。 当您在高级孔PropertyManager中选中此选项后,SOLIDWORKS软件将通过相同的初始基准尺寸测量近端和远端元素。此选项还会将孔堆栈中每个元素的终止条件自动设置为与曲面等距。 相同的孔堆栈可以将使用基准尺寸定义的元素与其他相邻孔元素链接起来。 与使用基准尺寸相关的其他更改包括: ?对于柱形沉头孔、锥形沉头孔或锥形螺纹元素,您可以选择使用标准深度来确保元素深度与异型孔向导数据表中定义的深度相同。 ?对于直管螺纹元素,您可以从下拉列表中选择一个公式来计算其深度。 要访问此选项,单击插入>特征>高级孔。在高级孔PropertyManager中的近端面和远端面下,选择一个面并单击使用基准尺寸。 阻止编辑派生零件中的已链接自定义属性 在任务窗格中的自定义属性选项卡上,您不能编辑或删除链接到父零件的文件属性和切割清单属性。 这些选项将显示为不可用(呈灰显)。 装饰螺纹线的改进 当您镜向特征时,将更准确可靠地生成装饰螺纹线的几何体。 还有阵列、异型孔向导和深度的线展示相关的改进。 创建边界框 您可以使用参考几何体中的边界框工具在最小体积内创建完全包围模型的边界框。您可以为多实体、单一实体或钣金零件创建边界框。 在边界框PropertyManager中,您可以通过选择零件的平面或参考基准面来定向边界框。当零件更新时,将自动调整边界框大小。 您可以在边界框内包含隐藏实体和曲面。您也可以通过快捷菜单隐藏、显示、压缩和解除压缩边界框。 摘要信息对话框的配置特定选项卡中提供了四个边界框属性。这些属性中的尺寸有助于您确定运输和打包产品所需的空间。您可以在材料明细表和其他表中参考这些属性。 为具有多个面的零件计算边界框非常耗时。如果零件具有多个面,您应先创建边界框,然后再为零件完成建模。 之前,您只能为焊件中的切割清单项创建边界框。 要创建边界框并查看其属性: 1.在零件文档中单击边界框(“参考几何体”工具栏)或插入>“参考几何体”>边界框。

(免费版)SolidWorksFlowSimulation的滤清器过滤效果分析

基于SolidWorksFlowSimulation的滤清器过滤效果分析 发表时间: 2014-2-18 作者: 陈璟*梁健*周金卿*邓昌建来源: 万方数据 关键字: SolidWorks Flow Simulation 滤清器过滤效果分析 应用SolidWorks软件的Flow Simulation插件对一款典型的发动机滤板式滤清器核心部件进行CFD分析。通过流体动力学仿真分析,可以直观地得到滤清器内部空气的流线分布,获得内部流体速度场切片云图。通过粒子轨迹示踪法,模拟三种不同粒径的杂质在滤清器内部的运动过程,可预测该款滤板式滤清器对气流中不同粒径杂质过滤效果,以便于下一步对产品结构进行优化设计。 发动机在工作时,需吸入大量空气,若空气中含有灰尘等杂质将会加剧发动机内部零件的磨损;若空气中曲轴润滑油的油滴随空气流入发动机内,则这些油滴混在燃油内与空气一起发生燃烧反应,会导致大量浓烟。因此,为了最大限度地避免这些现象,必须在发动机前安装空气滤清器。 本文所涉及的模型,是一款典型空气滤清器的核心部件,该部件有一个入口,一个出口,内置一块滤板,其中该内置滤板通过改变气流路径来分离出空气中的油滴等杂质。 本文采用专业的计算流体动力学分析软件SolidWorks Flow Simulation对气流经过滤清器过程进行数值模拟,通过粒子追踪方法,评估了该滤清器对三种尺寸(8μm、13μm和18μm)油滴等杂质的过滤效果。 本文CFD分析的目标是,评估该结构的滤清器对不同尺寸油滴等杂质过滤效果,并用 P=1-Moutlet/Minlet来计算预测的过滤量。其中:Moutlet及Minlet分别表示流经入口及出口的质量流量。 一、模型简化及数值模拟假设 1.简化模型创建 空气滤清器的原始模型含有缸套、密封垫、活塞环及螺栓等部件,比较复杂。为方便计算分析,本文对原始模型进行了简化处理,其基本结构组成及坐标系如图1所示。 图1 滤清器模型结构 模型由壳体、入口、出口和滤板四部分组成。滤板将壳体分隔成左右腔室,入口和出口皆在壳体上,壳体腔内高200mm,内径为80mm,入口和出口直径均为14mm,流体经入口进入第一腔室,遇到滤板阻隔,整体向下流动,从相通处流至第二腔室,再经出口流出。其中流体经入口的质量流率为0.0001kg/s,沿法向进气,出口处边界条件为默认数值:101325Pa和293.15K。

基于SOLIDWORKSFlowSimulation工业除尘设备导流板设计

基于SOLIDWORKS Flow Simulation I业除尘设备导流板设 基于SOLIDWORKS Flow Simulation T业除尘设备导流板设计撰文/陕西 美徳资讯有限公司李鹏DS SOLIDWORKS彭军 一.问题的提出燃煤锅炉、冶金行业、化工行业等工业设备在工作过程中产生的尾气中含有大量的颗粒污染物(硫化合物如二氧化硫;氮化合物如和N02;碳的氧化物CO和C02;碳氢化合物和卤素的化合物等),这些有害的粉尘及气体如果直接排到大气中就会形成雾霾。所以工业尾气在排放到大气之前就需要进行化学处理,也就是在会产生有害气体及粉尘的工业设备上增加除尘设备(图Do 除尘设备的除尘效果是工业设备需要考虑的重中之中。一般工业除尘主要是减少尾气中的固体颗粒物和有害气体,有害气体通过化学反应减少,固体颗粒物通过电场、水雾等方法排出设备。 有害气体能够最大化地进行化学反应直接影响除尘效果,在工业上一般采用使有害气体通过蜂窝状载体催化剂(图2和图3),在有害气体通过催化剂的瞬间进行化学反应以达到除尘的效果。如何能使有害气体充分地与催化剂发生化学反应将是除尘的核心,如果有害气体与催化剂接触不均匀,除尘效果不好,工业设备排出的烟气一般都是高温、大流量,含有粉尘的气体。如果烟气流畅不均匀将会使催化剂不能完全反应,流速快的地方发生化学反应快,流速慢的地方发生化学反应慢, 烟气中的粉尘也会山于流场不均匀或发生紊流造成对蜂窝催化剂的磨损或粉尘堆积,造成催化剂的浪费及除尘效率低下(图4和图5)。

二.流场优化及导流板设计烟气在进入除尘设备时,山于流速较快、烟道曲直,烟气必然会产生流畅不均匀和紊流等现象(图 4、图5)。为了使烟气均匀地流入除尘设备,就需要在除尘设备进气口加上导 流板。导流板的设计乎工计算难度较大,凭经验结果不准确,需要多次样机试制才能完成,设计周期较长,成本增加。如果使用SOLIDWORKS Flow SimulationCFD 软件可以非常容易解决此问题。 使用SOLIDffORKS Flow Simulation设计?导流板步骤如下。第一步: 使用SOLIDWORKS建立除尘设备主要结构(图6)。 第二步: 使用SOLIDffORKS Flow Simulation建立流场仿真模型。 (1)通过没有导流板时的流场分布图(图 4、图5)可以看到流场分布极不均匀,需要设讣导流板;导流板的设讣可在SOLIDWORKS中初步设计(图7)。 (2)建立CFD工程算例。通过SOLIDWORKSFlow Simulation向导可以完成工 程算例的75%的设置: 定义工程名称、使用的3D模型、工程算例所使用的单位系统、工程算例的类型(内流还是外流)、流体的介质(空气)和默认网格类型(图8,图12)。 (3)定义边界条件。 ◎定义入口体积流: 模拟烟气从入口进入,烟气温度350?,速度75m2/so ◎定义出口圧力: 3000Pa负压,模拟风机的作用(图13)。

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