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| 变径管的阻力特性的CFD分析 摘要：在实际的运输工程中，运输流体通常需要运用管道，如液体，气体，气液混合物等等，管道运输是用管道作为运输工具的一种长距离运输方式，管道运输运量较大，成本较低。一般管道长度可达上千公里，由于管道运输过程中要经过许多站及分支点，极易产生损失，故在设计管道之初，需要计算出管道的阻力损失，既维持管道运输的优点，也在此基础上降低沿程损失和局部损失，由此来提高运输效率，降低经济成本。 本文针对突扩管和突缩管的阻力特性进行了研究。利用Gambit进行建模，Fluent流体计算软件在层流情况下对流体进行了数值模拟，并用Origin后处理软件进行数据处理，得出同一尺寸变径管在不用雷诺数状态下的流体流场特性以及同一雷诺数下不同尺寸变径管中的流体流场特性，并分析了局部阻力特性。在突扩管中的突扩比大小以及雷诺数对流体局部阻力的影响比较大，流体经过突扩界面后速度减小压力增大，靠近管壁处的流体质点，在受到压差后，速度逐渐减小，并逐渐脱离主流和壁面，从而在界面后形成回流区，随着雷诺数和突扩比的增大，突扩管交界后回流区的长度也随之增大。在突缩管中，局部阻力受突缩比和雷诺数的影响也较大，当流体流近突缩界面时，有效流动面积减少，从交界面到缩脉处流速增加，产生小部分的涡流损失。从缩脉之后流速逐渐降低，产生显著的涡流损失。 关键词： 突扩比 突缩比 数值模拟 局部损失 局部阻力系数 目 录 摘要 I Abstract II 1.引言 1 1.1本文研究的目的及意义 1 1.2.变径管阻力特性的研究现状 2 1.3本文的主要内容 2 2.管道局部阻力的概述 4 2.1局部阻力的产生 4 2.2减小局部阻力的方法 4 2.3变径管的局部阻力系数的计算 5 3.变径管中流场的数值模拟 9 3.1建立模型 9 3.2划分网格 9 3.3突扩管中的流场模拟 11 3.3.1雷诺数对流场的影响 13 3.3.2突扩比对流场的影响 15 3.3.3流场模拟结果及分析 16 3.3.4局部摩阻系数分析 17 3.4突缩管中的流场模拟 18 3.4.1雷诺数对流场的影响 20 3.4.2突缩比对流场的影响 21 3.4.3流场模拟结果及分析 23 4.结论 24 参考文献 25 |
