彎管流量計(jì)水流特性的數(shù)值模擬及流量系數(shù)的試驗(yàn)研究.pdf

1、本文分別對(duì)4種不同管徑、3種不同彎徑比的90°圓形彎管流量計(jì)進(jìn)行試驗(yàn)研究。根據(jù)自由渦旋理論、強(qiáng)制渦旋理論和實(shí)測(cè)結(jié)果,研究了流量系數(shù)隨彎徑比和彎管直徑的變化規(guī)律,得出了流量與壓差的關(guān)系。試驗(yàn)表明,在彎徑比一定的情況下,流量系數(shù)隨管徑而變,并非常數(shù)。 本文研究了雷諾數(shù)對(duì)流量系數(shù)的影響。研究表明,雷諾數(shù)和流量系數(shù)的關(guān)系是比較復(fù)雜的,受到彎徑比、管徑大小和來(lái)流量影響。當(dāng)管徑較大,雷諾數(shù)大于2×105時(shí),流量系數(shù)隨雷諾數(shù)幾乎不變化；當(dāng)雷諾

2、數(shù)小于2×105時(shí),流量系數(shù)隨著雷諾數(shù)的減小而減小。當(dāng)管徑較小、雷諾數(shù)較小時(shí),尚未發(fā)現(xiàn)流量系數(shù)隨雷諾數(shù)減小而減小的規(guī)律。因此,在小雷諾數(shù)時(shí),流量系數(shù)的變化規(guī)律仍需要進(jìn)一步研究。 本文采用國(guó)際大型通用軟件FLUENT軟件為計(jì)算平臺(tái),利用RNG k-ε湍流模型,研究了彎管徑向的壓強(qiáng)分布、彎管內(nèi)外壁壓強(qiáng)沿程分布和彎徑比對(duì)壓強(qiáng)的影響,求得了不同管徑、不同彎徑比情況下流量與壓差的關(guān)系。計(jì)算結(jié)果表明,除個(gè)別斷面計(jì)算值與實(shí)測(cè)值有較大差別外,其

3、余大部分?jǐn)嗝嬗?jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果基本一致。求得了流量與流量系數(shù)的關(guān)系。計(jì)算結(jié)果表明,對(duì)于一定的管徑和彎徑比,流量系數(shù)基本為一常數(shù),這和試驗(yàn)結(jié)果是一致的。根據(jù)計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,得出了不同管徑、不同彎徑比情況下測(cè)流的最佳斷面。 研究表明,彎管內(nèi)流速變化沿徑向有一極大點(diǎn)。極大點(diǎn)位置始終在彎管內(nèi)側(cè)與中心軸線之間。三維數(shù)值模擬表明,速度最大值逐漸向外側(cè)偏移。最終在θ=65°斷面,速度最大值等值線分離,形成兩條獨(dú)立的最大值等值線,并且隨