波纹管内流体流动特性的数值模拟

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1、科学·创新·振兴6结论中国机械工业联合会于2002年12月3日，在安徽芜湖组织召开了由沈阳重型机器有限责任公司研制的MLS3626立式辊磨机产品鉴定会。鉴定委员会听取了MLS3626立式辊磨机的研制报告、经济技术分析报告、测试报告、运行情况报告及标准化审查报告，审查了产品图样和技术文件，参观了生产现场，考察了MLS3626立式辊磨机的运行情况。经鉴定委员会专家充分讨论，一致同意通过鉴定，鉴定意见如下：MLS3626立式辊磨机图样和技术文件齐全、完整、正确、统一，数据可靠。符合相关法规及标准，能够用于指导生产。MLS3626立式辊磨机研磨机构设计合理、配置先进，开

2、发了具有国际先进水平的动静态组合式高效选粉技术，具有实用方便的检修装置以及带锁风功能的进料三道闸门，电气控制系统先进，自动化水平高。通过用户一年多的生产实践证明，该磨机粉磨效率高、烘干能力强、允许人磨粒度大、流程简单、控制方便、噪音低、环保节能效果好，设备运行可靠、维修费用低，满足了新型干法水泥生产线大型化的要求。自行研制成功MLS3626立式辊磨机，填补了我国大型立式辊磨机的空自，其主要性能指标达到了国际同类产品先进水平，性能价格优于国外产品，可以替代进口。沈重公司有较先进的工艺设备，健全的质量管理保证体系，具备了批量生产条件。立式辊磨机是发展大型化水泥工业的

3、关键设备，市场前景广阔，具有较大的经济效益。建议进一步完善立式辊磨机系列产品，以满足国民经济发展建设的需要。参考文献[1]王仲春，水泥工业粉磨工艺技术北京：中国建材出版社，1998年．f2]王仲春，生料辊磨的大型化．《水泥技术》1998年3月作者简介：何恩光，男，1965年8月18日出生，1986年7月1日毕业于吉林工业大学，工学学士。沈阳重型机器有限责任公司，科研开发办公室主任，高级工程师。主要科技成果：MLS3626立式辊磨机，沈阳市2003年度科技进步一等奖；推链式可控气氛钎焊炉，沈阳市2002年度科技进步二等奖；MLS4531立式辊磨机，2003年国家新

4、产品并入选中国企业新纪录。主要研究方向：全断面掘进机("IBM和盾构)，风力发电设备，脱硫成套设备等。波纹管内流体流动特性的数值模拟李阳金志浩金光远(沈阳化工学院)摘要：本文使用ANSYS软件，以室温下的水为介质，对工业中经常使用的波纹管管内流场分剐进行二堆和三维的数值模拟。以相同的进i：／速度，求出流体的速度场、温度场和压力场，并对二维与三维模型的同一周期的速度场、温度场和压力场进行分析，说明其变化规律，为波纹管的强化传热研究提供了有利的参考。关键词：波纹管数值模拟1引言波纹管换热器是近年来发展起来的新型高效换热设备，由于其加工方便，有较高的传热效率，不易结垢

5、等优点，而越来越受到人们的重视。波纹管的强化传热主要是由于周期性的波峰和波谷的存在，使管内的流体处于规律性的扰动状态，形成不与轴线平行的流股，使管内流体的温度、密度、杂质含量沿径向均匀分布，所以对波纹管内流体的流动特性进行分析是十分必要的，本文主要对波纹管的二维与三维流场进69科学·创新·振兴行数值模拟，对其速度场、温度场和压力场进行分析比较。2波纹管的建模波纹管的形状如图1所示，是工程常用的波形为正弦波形的波纹管，正弦形状其规格变化为v⋯A．sin(罕．x)A和1分别为振幅和周期长，a为当量直径，波纹管的规格尺寸为：a=22rnm，A=1．5ram，l=21t

6、hino由于波纹管结构的周期性，所以其管内的流体流动也呈现周期变化，因此对管内流场可以只图1正弦波纹管取一个周期进行分析，对于管内充分发展的流体可作如下简化设定：1．流体不可压，且为充分发展的层流流动；2．流体的物性保持不变；3．忽略重力影响，而且再加上波纹管结构的轴对称性，理论上可以将三维流动的模型简化成平面二维流动的问题，这将节省计算时间与计算量。为此，本文分趴建立二维与三维的数学模型进行数值模拟。由于流场进出Cl的影响，流体在管内流过一段距离之后才进入充分发展阶段，所以使用ANSYS进行数值模拟时，波纹管的波数不能取得过短，否则波纹管内流体的流场不能得到充

7、分的发展。因此，根据实际尺寸及变化特征，取10个周期的波纹管建模，采用有限元法先建立几何模型，再对计算区域进行离散化，然后设定边界条件，在进口处，速度设为均匀来流，U=0．005m／s，v=w=0。T=293K；在壁面处为无滑移边界条件，即u=v=W=0，T=323K；出口平面的压力为零，最后分别对加载之后的二维和三维模型进行计算。3数值模拟的结果分析以室温下的水为介质，对层流状态下的速度场和压力场分别进行了二维和三维的模拟计算，并经过可视化处理以等值线和坐标曲线图形式表现出来，三维数值模拟的取值选用中轴面来确定。用以确定这两种数值模拟所求出的速度场温度场和压力

8、场的分布。(取第七周期进