發(fā)布時間：2022-11-07 20:18

　　突擴作為一種變截面管道類型,廣泛存在于流體、氣體以及各種形式的氣液、氣固混合物等實際運輸工程當中。突擴管道的流場分析對實際工程中突擴管道的設計有著極高的參考價值。本文主要通過研究突擴管流速度、壓力分布特性及脈動壓力頻譜特性,揭示突擴截面管流的流場變化機理。采用SolidWorks建立突擴比為1:1.5的突擴管件,將其導入Fluent軟件中進行仿真分析,設定流體的初始流動參數(shù)、邊界條件和控制方程。通過Fluent對突擴截面管流進行流場仿真分析時發(fā)現(xiàn),突擴管流上游的流速明顯高于下游。在突擴截面處出現(xiàn)兩個速度死區(qū),速度死區(qū)的流速值最小。流速死區(qū)的范圍與雷諾數(shù)大小成正比,流速死區(qū)的出現(xiàn)與突擴截面處的回流現(xiàn)象有關。突擴截面管流的壓力分布與流體的流動狀態(tài)有關,當流體處于層流狀態(tài)不會出現(xiàn)壓力死區(qū),而在紊流狀態(tài)時會出現(xiàn);突擴截面管流的壓力從上游開始,先降低后提高,在突擴截面處達到最低值。搭建小尺度通流截面突變圓管流流動系統(tǒng),采用水泵抽水和控制水箱液位兩種流速調(diào)節(jié)方式控制流體流速,整流箱穩(wěn)定上游來流。測量突擴管段采用透明直接連接,測量流體Re=2000,3000,5000三種情況下的流體脈動壓力特性。通... 

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 本課題研究的目的與意義
    1.3 國內(nèi)外研究綜述
    1.4 研究內(nèi)容與方法
        1.4.1 主要研究內(nèi)容
        1.4.2 研究方法
        1.4.3 創(chuàng)新點
        1.4.4 技術路線
    1.5 本章小結
第2章 流體仿真模擬的理論基礎
    2.1 流體仿真方法概論
        2.1.1 流體仿真簡介
        2.1.2 Fluent軟件簡介
    2.2 計算模型選擇
    2.3 流體邊界條件
        2.3.1 速度入口邊界條件
        2.3.2 質量出口邊界條件
        2.3.3 邊壁條件
        2.3.4 軸邊界條件
    2.4 計算區(qū)域的離散化
        2.4.1 求解域離散
        2.4.2 控制方程離散
    2.5 選定求解算法
    2.6 Fluent求解器
        2.6.1 Fluent求解器格式
        2.6.2 Fluent仿真分析步驟
    2.7 本章小結
第3章 流場的仿真模擬分析
    3.1 模擬前處理
        3.1.1 建立模型
        3.1.2 劃分網(wǎng)格
        3.1.3 方程的離散化
    3.2 流場模擬結果分析
        3.2.1 突擴管模擬速度分布
        3.2.2 突擴管模擬壓力分布
    3.3 本章小結
第4章 實驗系統(tǒng)的搭建
    4.1 實驗系統(tǒng)設計內(nèi)容
        4.1.1 實驗系統(tǒng)設計基本原理
        4.1.2 實驗系統(tǒng)裝置
        4.1.3 脈動壓力測量孔位分布
    4.2 流動進口設計
    4.3 流動驅動設計
    4.4 測試部分設計
        4.4.1 流量測試部分
        4.4.2 壓力測試部分
    4.5 本章小結
第5章 突擴截面管流的脈動壓力特性分析
    5.1 實驗步驟
    5.2 壓力沿程分布特性
    5.3 突擴管流的脈動壓力特性
        5.3.1 同一雷諾數(shù)下流體脈動壓力特性
        5.3.2 不同雷諾數(shù)下流體脈動壓力特性
    5.4 本章小結
第6章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和科研成果
致謝
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
[1]漸縮突擴式洞塞水力特性的數(shù)值模擬研究[J]. 郝亞豐,張法星,馮彥彰.  水電能源科學. 2019(11)
[2]擴張管內(nèi)流動及其局部損失控制仿真[J]. 馮魯文.  技術與市場. 2019(11)
[3]突擴間隙比對單通道擴壓器內(nèi)流動力特性影響的試驗研究[J]. 吳榕,李亞忠,邱玥,李尚,劉志榮,鮑鋒,朱睿.  推進技術. 2020(03)
[4]突擴管內(nèi)部流體流動性能的數(shù)值模擬[J]. 王戰(zhàn)輝,張智芳,高勇,李瑞瑞.  化工科技. 2019(03)
[5]突縮突擴式管道消能工能量損失特性研究[J]. 張立新,艾萬政.  水電能源科學. 2018(10)
[6]探究流體在圓管突擴局部阻力損失與流速關系[J]. 張沛航.  實驗教學與儀器. 2018(05)
[7]充分發(fā)展管流中環(huán)塞的局部阻力特性[J]. 蔡書鵬,段傳偉.  水利與建筑工程學報. 2018(02)
[8]表面活性劑減阻水溶液突擴流的阻力特性[J]. 蔡書鵬,汪志能,段傳偉,李丹.  力學學報. 2018(02)
[9]雷諾數(shù)和半徑比對90°圓弧彎管流動特性的數(shù)值研究[J]. 李靜,楊俊紅,黃濤,韓奎,高琳.  機械科學與技術. 2017(10)
[10]基于大渦模擬的圓管脈動湍流減阻數(shù)值分析[J]. 寧濤,顧春偉.  清華大學學報(自然科學版). 2017(05)

碩士論文
[1]水平圓管突擴段油水兩相流流場及局部阻力數(shù)值模擬[D]. 王雅.西安石油大學 2019
[2]流量控制閥的開度對圓管流壓力變化特性影響[D]. 張悅.河北工程大學 2019
[3]表面活性劑對突擴和突縮管流水動力學特性的影響[D]. 段傳偉.湖南工業(yè)大學 2018
[4]表面活性劑對突擴和突縮流局部阻力特性的改變研究[D]. 羅彬文.湖南工業(yè)大學 2016
[5]圓管突擴（縮）局部阻力試驗及流場數(shù)值模擬[D]. 孫琳.東北農(nóng)業(yè)大學 2010
[6]低雷諾數(shù)圓管突擴流場的數(shù)值模擬及阻力特性分析[D]. 張蓓.哈爾濱工業(yè)大學 2007



本文編號：3704334