Valamelyik nap pörgettem a YouTube-ot és a következő videót találtam a Tesla szelepről.

Mit láthatunk a videóban?

A videóban azt láthatjuk, hogy készítettek egy Tesla szelepet, melyet propánnal feltöltenek és begyújtják “jobb” oldalról, majd “bal” oldalról. A videóban elhangzik, hogy az áramlást nehéz megmutatni levegővel, ezért használták a propán lángját. Nekem van a Solid Edge-en belül FloEFD-m, így áramlástani szimulációkat tudok futtatni és ki tudom értékelni a szelepben az áramlásokat.

Miután elhatároztam, hogy le szeretném futtatni ezt a szimulációt, lemásoltam a videóban látható geometriát (csak kinézetre, a pontos méreteket nem ismertem).

Ezt követően készítettem egy szimulációt, ahol a beáramló oldalon 0.001 kg/s levegő áramlik be (ez kerekítve 1,5 m/s beáramlási sebesség), míg a túloldalon mindkét esetben környezeti nyomás van, így ott a levegő ki/be tud lépni. Mind a két esetben a szimuláció időfüggő volt és kettő másodpercig tartott.

Amikor “bal” oldalról jött be a levegő a következő áramlási kép alakult ki (0-1 másodperc):

Amikor “jobb” oldalról áramlott be a levegő, a következő áramlási kép alakult ki (0-1 másodperc):

Két másodpercnél, azaz a szimuláció végén a következő áramképek alakultak ki “bal” és “jobb” beáramlás esetén.

Az áramlási képek a következő videón láthatók:

Azon felül, hogy le tudtam kérdezni az áramlási sebességeket, számos egyéb áramlástani paramétert is megvizsgálhatok.

A grafikus megjelenítésen felül, számszerű értékek is lekérdezhetők, így egy lekérdezéssel, megállapítottam, hogy a “bal” oldali beáramlás esetén (azaz amikor a levegő a kanyarokon keresztül ment át) a nyomásesés 86,63 Pa, míg a “jobb” oldali beáramlás esetén (azaz amikor a levegő középen átfújt) 12,61 Pa. Ezek az értékek természetesen nem csak felületeken és térfogatokon kérdezhetők le, hanem egy előre megrajzolt vázlat mentén is. A következő ábrán látható zöld vonal az az útvonal, aminek a teljes hosszán a nyomás és a sebesség értékeket lekérdeztem.

A vázlat hossza mentén a nyomásesés a következő képen alakult:

Az ábrán a bal oldali beáramlás kékkel, a jobb oldali beáramlás pirossal van jelölve. Mind két esetben a 0 Pa a környezeti nyomás peremfeltételhez tartozik, azaz ahhoz a helyhez, ahol a levegő szabadon ki/be tudott áramolni az áramlástól függően (jelen esetben kiáramlás volt). Az ábrák másik vége (86,63 és a 12,61 Pa) a beáramláshoz tartozó oldal nyomását mutatja.