弯曲扩散管特性与阻力系数的数值计算.pdf

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1、第39卷第5期石油化工设备V01．39NO．52010年9月PETR(CHEMICALEQUIPMENTSept．2010文章编号：1000—7466(2010)05—0030—05弯曲扩散管特性与阻力系数的数值计算甄敬然，陈良(中州大学工程技术学院，河南郑州450044)摘要：扩散管是化工流程系统中的重要管件，其水力损失对整个管道设计有重要影响。通过FLUENT软件对扩散管不同截面上速度的计算值与实验值对比、扩散管内部主流速度分布对比以及不同雷诺数条件阻力系数的计算表明，数值计算结果与实验值有一定的一致性。沿

2、程阻力系数和局部阻力系数都与雷诺数有关，并随着雷诺数的减小而增加。弯曲扩散管的扩压能力随雷诺数的减小而降低，水力损失随雷诺数减小而升高。关键词：扩散管；内部流动；阻力系数；数值计算中图分类号：TQ055．8l；TQ050．3文献标志码：ANumericalComputationsofPropertyandLossCoefficientinaCurveVenturiZHENJing—ran，CHENLiang(ZhongzhouUniversity，Zhengzhou450044，China)Abstract：T

3、heventuriisimportantpipefittinginthechemicalindustrysystem，hydrauliclossofwhichhasimportanteffecttodesignofoverallpipe—line．Contrastingcalculatedvaluewithexperi—mentvalueofspeedindifferentcrosssectionofventuri，contrastingspeeddistributesinsideofventuriandcal

4、culationofcoefficientwithdifferentReynoldsnumberbyFLUENTsoftware，re—suitindicatedthatnumericalsimulationresultandexperimentvaluehascertaincompatibility．ThecoefficientoffrictionalresistanceandoflocalresistanceareconnectedwithReynoldsnum—ber，andincreasingwithd

5、iminishoftheReynoldsnumber．TheabilityofexpandpressureofcurveventurireducedwithdiminishoftheReynoldsnumber，whilehydrauliclossincreasedwithdiminishoftheReynoldsnumber．Keywords：venturi；internalflow；resistancecoefficient；numericalsimulation弯曲扩散管在新型标准气体动态配置、喷射泵、究

6、]。Johnston根据对扩散管静压力的测量对其气体封存和放置、污水深排工程以及大型油罐设计进行了性能评价]。Fox和Kline第一次对弯曲形等方面有着广泛应用。因此，许多学者对弯曲扩散扩散管进行了系统的调查研究_5]，胡彦斌等人也对管流动进行过许多测量和计算研究。Anand、Rai扩散管进行了计算l6。这些研究结果均表明，扩散及Singh对中心线长度与进口直径比为11．4的3管进口速度对其特性没有太大影响。个弯曲角度分别为15。、22．5。、30。的S形扩散管进扩散管流动的主要特征是在逆压力梯度下出现行了实验

7、研究，旨在完全评估扩散管的特性和流动回流。文中对文献[1]中15。和22．5。两种弯曲角度规律l1]。Eustice首先对弯曲扩散管内部的流动进的s形扩散管进行紊流流动计算，并将结果与行了实验研究[2]。Rowe也分别对弯曲角度为3O。Anand和Rai等人的实验结果进行对比，旨在掌握和4O。的S形截面面积不变的扩散管进行了实验研扩散管内部流动的规律。收稿日期：2010-04—09作者简介：甄敬燃(1980一)，女，河北无极人，讲师，硕士，从事机电工程及控制系统的教学工作。第5期甄敬然，等：弯曲扩散管特性与阻力

8、系数的数值计算目直接关系到计算结果的准确性，有必要确定比1计算模型较合理的网格数目，为此对模型进行了3种不同数1．1几何模型及参数量的网格划分。几何模型和流动物理参数均取自文献[5]。计进n算域几何模型见图1。2种扩散管中心线的长度(600ram)和进、出口直径(52．5ram／72mm)均相出口同，但其弯曲角度不同，分别为15。和22．5。。扩散管沿中心线过流面积的变化由下式决定l5