細(xì)小直角彎管流道的壓力損失及迪恩渦特性

汪建興，王海民，饒 玲

(上海理工大學(xué)，上海 200093)

細(xì)小直角彎管流道的壓力損失及迪恩渦特性

汪建興，王海民，饒 玲

(上海理工大學(xué)，上海 200093)

利用RNG k-ε模型對(duì)旋流霧化噴嘴中的直徑為2 mm的細(xì)小直角彎管流道的流場(chǎng)進(jìn)行了三維數(shù)值模擬，獲得了流道內(nèi)的壓力分布和不同截面的迪恩渦結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明：沿著流動(dòng)方向，彎曲段流道中內(nèi)外壁面的壓差先增大后減小，內(nèi)壁面45°截面附近，壓力下降到最低，最大下降幅度為74.1%。彎管流道中迪恩渦形成于彎曲段10°截面附近，迪恩渦的旋轉(zhuǎn)中心，從兩側(cè)中心位置附近向兩側(cè)上端偏移，在65°截面偏移方向發(fā)生轉(zhuǎn)折，最后又回到兩側(cè)中心位置。迪恩渦的邊界和強(qiáng)度先增大后減小，在下游直管段中消失。

細(xì)小直角彎管流道；壓力損失；壓力分布；迪恩渦

1 前言

在水利、化工、石油、動(dòng)力等涉及管路輸送流體的工程領(lǐng)域中，彎管是管路系統(tǒng)常見(jiàn)的典型配件，其作用是改變流體的流動(dòng)方向。由于受到彎管曲率、流體的特性及其運(yùn)動(dòng)參數(shù)的影響，彎管中的流動(dòng)特性相比直管的流場(chǎng)更復(fù)雜。流體在彎管管壁附近會(huì)形成分離區(qū)，使流動(dòng)系統(tǒng)的阻力增大，導(dǎo)致流體總壓和能量的損失；在管道橫截面上會(huì)產(chǎn)生二次流動(dòng)，卻能增強(qiáng)熱量、質(zhì)量的交換效率。因此彎管內(nèi)的流動(dòng)一直受到內(nèi)流研究者的關(guān)注[1～6]。

文獻(xiàn)[1]研究了水動(dòng)力學(xué)直徑為80 mm的方形截面90°彎管的內(nèi)流特性，將6種湍流模式的數(shù)值計(jì)算結(jié)果與PIV試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，得出RNG k-ε湍流模和LES模型與試驗(yàn)曲線較好符合。……