渦流管是一種易于維修、便于攜帶、只需高壓氣體便可實現(xiàn)冷熱分離的裝置。由于渦流管獨特的運行特點已在制冷領(lǐng)域、真空領(lǐng)域、化工領(lǐng)域、生物領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。渦流管內(nèi)部流動及其復雜,性能差異也受眾多因素影響,因此正確理解渦流管內(nèi)部流體流動狀態(tài)以及性能影響因素是拓展渦流管應(yīng)用的基礎(chǔ)。本文以Fluent數(shù)值模擬為基礎(chǔ),采用R41為工質(zhì)對渦流管內(nèi)壓力場、溫度場以及三維流場進行模擬分析;并采用多種制冷劑為工質(zhì),選取最佳工質(zhì)分析運行參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)對渦流管制冷效應(yīng)、制熱效應(yīng)以及分離效應(yīng)的影響。模擬結(jié)果表明渦流管內(nèi)部存在明顯的壓力梯度和溫度梯度,熱端管軸截面上自軸心區(qū)域到外緣區(qū)域方向壓力和溫度逐漸增大;自渦流室到熱端閥方向上壓力逐漸減小而溫度逐漸升高。模擬分析可知渦流管內(nèi)部存在三維旋流流動狀態(tài),同時伴有正旋流和逆旋流、二次循環(huán)流、自由渦和強制渦流動特性。隨著熱端管軸截面上徑向距離的增加,軸向速度存在方向上的轉(zhuǎn)變,轉(zhuǎn)變點為正旋流和逆旋流的分界點;徑向速度受到二次循環(huán)流的影響存在由內(nèi)到外的轉(zhuǎn)變;切向速度隨著徑向距離的增加呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢,最大值可達110m/s,切向速度峰值點為自由渦和強制渦的轉(zhuǎn)折點。隨著熱... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古科技大學內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

渦流管物理模型

內(nèi)蒙古科技大學碩士學位論文本模擬采用非結(jié)構(gòu)性局部網(wǎng)格劃分，針對結(jié)構(gòu)對性能的影響關(guān)系，將影響較大部分進行細化。由于噴嘴及熱端管是影響能量分離最重要的結(jié)構(gòu)部分，因此在此區(qū)域進行局部細化加密，冷端管以及熱端閥網(wǎng)格較疏。圖 3.3～3.6 分別為渦流管整體（以二流道渦流管為例）、渦流管噴嘴、熱端管以及熱端閥網(wǎng)格劃分示意圖，冷端管和熱端管主要是正四面體網(wǎng)格和六面體網(wǎng)格，而噴嘴和熱端管區(qū)域不僅包含正四面體和六面體網(wǎng)格，還包含三棱柱體和金字塔體網(wǎng)格。

本模擬采用非結(jié)構(gòu)性局部網(wǎng)格劃分，針對結(jié)構(gòu)對性能的影響關(guān)系，將影響較大部分進行細化。由于噴嘴及熱端管是影響能量分離最重要的結(jié)構(gòu)部分，因此在此區(qū)域進行局部細化加密，冷端管以及熱端閥網(wǎng)格較疏。圖 3.3～3.6 分別為渦流管整體（以二流道渦流管為例）、渦流管噴嘴、熱端管以及熱端閥網(wǎng)格劃分示意圖，冷端管和熱端管主要是正四面體網(wǎng)格和六面體網(wǎng)格，而噴嘴和熱端管區(qū)域不僅包含正四面體和六面體網(wǎng)格，還包含三棱柱體和金字塔體網(wǎng)格。圖 3.3 渦流管整體網(wǎng)格劃分

【參考文獻】：
期刊論文
[1]渦流管排水采氣工藝在川西氣田的應(yīng)用[J]. 唐雷,魯光亮,張雪,王浩儒,劉菁.  中國石油和化工標準與質(zhì)量. 2018(21)
[2]基于渦流管的能量分離模擬研究[J]. 李文超.  管道技術(shù)與設(shè)備. 2018(04)
[3]三維數(shù)值模擬冷孔板孔徑對渦流管能量分離特性的影響[J]. 何麗娟,潘鵬,黃艷偉,孫尚志.  真空科學與技術(shù)學報. 2018(03)
[4]渦流管噴霧海水淡化裝置初探[J]. 張昳瑋,沈榮華.  廣東石油化工學院學報. 2018(01)
[5]基于Fluent的渦流管數(shù)值模擬與結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[J]. 何麗娟,潘鵬,黃艷偉,孫尚志.  真空科學與技術(shù)學報. 2018(01)
[6]冷端孔徑對渦流管性能影響的實驗研究[J]. 申江,邊煜竣,郭欣煒.  制冷學報. 2017(06)
[7]進氣溫度與壓力對渦流管性能影響的實驗[J]. 龔迪瀾,毛軍逵,鄧明,閆奔,王鵬飛,曾軍.  航空動力學報. 2017(03)
[8]六流道噴嘴渦流管流動與傳熱數(shù)值模擬[J]. 梁法春,吳雪瑩.  低溫與超導. 2017(01)
[9]小管徑渦流管三維數(shù)值模擬及熱力學過程分析[J]. 李龍,何望云,李言,楊明順,袁啟龍.  機械科學與技術(shù). 2016(05)
[10]冷端孔徑及進口壓力對渦流管性能影響的實驗研究[J]. 郭欣煒,郭憲民,趙碩.  低溫與超導. 2016(02)

博士論文
[1]小流量渦流管特性的理論與實驗研究[D]. 曹勇.浙江大學 2003

碩士論文
[1]渦流管內(nèi)氣體流動數(shù)值模擬及性能分析[D]. 楊碩.東北大學 2013
[2]渦流管性能研究與參數(shù)優(yōu)化[D]. 高彥寧.大連理工大學 2007
[3]渦流管能量分離過程的實驗研究[D]. 馬廷全.北京工業(yè)大學 2002



本文編號：2994823