渦流管內(nèi)氣體流動數(shù)值模擬及性能分析.pdf

1、渦流管能夠把壓縮氣體分離成冷熱兩股氣流，具有結構簡單，工況穩(wěn)定等優(yōu)點，廣泛應用在天然氣冷凝方面。近年來迅速發(fā)展的計算流體動力學方法為渦流管內(nèi)復雜渦旋流動的研究提供了新的手段。但是，關于恰當描述渦流管內(nèi)流動湍流模型的選取未有定論，缺乏系統(tǒng)的對比分析。另外，影響渦流管性能的參數(shù)很多，各個參數(shù)影響程度的對比分析卻很少。
　　本文針對這兩方面，通過數(shù)值模擬，確定了適于渦流管三維數(shù)值模擬的湍流模型，找出了對渦流管性能影響較大的參數(shù)及其影響趨

2、勢，為進一步進行兩相渦流管的研究奠定了基礎。
　　首先，建立了渦流管內(nèi)三維數(shù)值模擬模型。分別對RNG k-ε，Realizable k-ε，RSM模型及DES模型四種模型進行了分析，通過對渦流管內(nèi)的流場分布、溫度分布及壓力分布的數(shù)值模擬得到了比較適用于渦流管三維數(shù)值模擬的湍流模型——大渦模擬和雷諾平均模擬相結合的分離渦模擬(DES)。
　　其次，使用DES的模型與前人文獻的實驗結果進行相比較，以此來判斷本文使用模型的準確性。

3、由于渦流管內(nèi)部的入口壓力、冷流率、熱端管直徑及入口溫度是對渦流管性能有一定的影響，所以將本文的流管內(nèi)部的入口壓力、冷流率、熱端管直徑及入口溫度的變化趨勢與文獻進行了比較之后發(fā)現(xiàn)，它們的變化趨勢基本吻合，由此可以判斷本文使用DES模擬可以準確的對渦流管內(nèi)部流場進行模擬。
　　最后，本文利用DES模型進一步對渦流管的入口壓力、入口溫度、冷流率及熱端管直徑等操作參數(shù)的變化來分析渦流管性能的變化，發(fā)現(xiàn)入口壓力、冷流率及長徑比是影響渦流管性