三通管在各個(gè)行業(yè)應(yīng)用廣泛,針對(duì)現(xiàn)有三通管局部水頭損失系數(shù)ζ大,內(nèi)部流動(dòng)特性差等問題,研發(fā)出一種新型的三通管流道結(jié)構(gòu),揭示新型三通管的阻力與流動(dòng)特性和相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系,得到合理新型三通管內(nèi)部流道設(shè)計(jì)方案�；赟olidWorks2016、CFD軟件對(duì)DN32的普通120°等徑三通管進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,驗(yàn)證模擬的可靠性,并且對(duì)新型三通管內(nèi)部流道結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明:①進(jìn)口處與兩個(gè)出口處的ζ₀₁,ζ₀₂均隨著肥胖系數(shù)λ、最大寬度B都是先減小后增大,兩者均隨λ呈現(xiàn)二次函數(shù)的趨勢變化,ζ₀₁、ζ₀₂最小時(shí)所對(duì)應(yīng)的λ=4.27,B=42.22 mm左右。②分流損失系數(shù)比β隨B與λ均呈現(xiàn)兩端平緩,中間變異的趨勢變化。③新型三通管關(guān)于對(duì)稱面速度分布并不是對(duì)稱的,低速區(qū)會(huì)偏向于三通管重心左下方,隨著雷諾數(shù)增大低速區(qū)域越來越小,肥胖系數(shù)λ在(4.15,4.91]范圍之內(nèi)流線分布較為光順均勻。 

【文章來源】：中國農(nóng)村水利水電. 2020,(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

6種三通內(nèi)部流道剖面圖

表1 三通管相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)表Tab.1 Three-way pipe related structure parameter table 模型方案 結(jié)構(gòu)參數(shù)/mm 肥胖系數(shù)λ H H1 B L 方案一 125 181.19 57.39 227.72 3.16 方案二 125 188.34 49.22 227.72 3.83 方案三 125 184.86 44.57 227.72 4.15 方案四 125 181.15 41.30 227.72 4.39 方案五 125 188.33 38.35 227.72 4.91 方案六 125 141.17 26.00 227.72 5.431.2.2 三通管數(shù)學(xué)模型

所計(jì)算流速在0.5～16 m/s,所對(duì)應(yīng)的雷諾數(shù)在6 500～208 000之間,最小的雷諾數(shù)為6 500,水流處于紊流狀態(tài)。為了驗(yàn)證模擬的可行性對(duì)普通三通模型進(jìn)行計(jì)算研究得到雷諾數(shù)與局部水頭損失的變化規(guī)律如圖3所示。根據(jù)圖4可得ζ0-1,ζ0-2并不是完全相等的,隨著雷諾數(shù)增大,局部阻力損失系數(shù)呈現(xiàn)減小的變化趨勢,并且變化趨勢越來越緩。主要原因?yàn)槔字Z數(shù)較小時(shí),流體黏滯力起主導(dǎo)作用,隨著雷諾數(shù)的增大,即流速增大,流體的慣性力逐漸起主要作用,呈現(xiàn)局部阻力系數(shù)隨雷諾數(shù)的增大而減小的趨勢,當(dāng)雷諾數(shù)達(dá)到一定值后,局部阻力系數(shù)大小趨于穩(wěn)定。說明管道內(nèi)水流形態(tài)進(jìn)入阻力平方區(qū),阻力平方區(qū)水流的流動(dòng)狀態(tài)和流速分布不隨雷諾數(shù)的增大而變化[4]。其次,通過回歸分析可知,相關(guān)系數(shù)R2分別為0.785、0.798,可以認(rèn)為所得到的回歸方程可信。即局部阻力損失系數(shù)隨雷諾數(shù)呈現(xiàn)對(duì)數(shù)函數(shù)變化的趨勢,這與文獻(xiàn)[5,15]得到的結(jié)論一樣。當(dāng)Re>105時(shí),雷諾數(shù)增大對(duì)局部水頭損失的變化影響不顯著這與文獻(xiàn)[6]得到的結(jié)論一致,說明數(shù)值計(jì)算具有可靠性。圖4 ζ隨Re的變化

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：3402454