基于Fluent的均流孔板阻力特性数值模拟研究

发布时间：2024-12-03 21:28

　　 均流孔板作为空气净化设备送风系统的气流均布元件,在增大腔体气流均匀性,提升设备净化效果方面具有明显优势。为了研究均流孔板结构及相关参数对其阻力特性的影响,基于流体力学理论,以空气为介质,在入口风速为0.5～8 m/s范围内,对开孔率为0.07～0.48、孔数为286～3185、相对厚度为0.17～0.75的均流孔板进行了阻力特性数值模拟分析。分析结果表明:开孔率对均流板的阻力特性影响显著,相对厚度次之,在高开孔率条件下入口风速对孔板阻力特性影响较小,并且开孔间距与开孔孔径对湍流强度有着重要影响。

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【部分图文】：

图2 孔板阻力特性试验几何模型

进行流场均布的孔板一般为平板上均匀开孔,并且为圆孔。数值模拟试验模型采用等截面矩形流道,模型尺寸为400mm×400mm×800mm,其中均流孔板开孔均匀分布,孔径为d,孔距为b,均流孔板在流道内垂直壁面布置,几何模型如图2所示。通常用局部阻力系数ζ来描述均流孔板的阻力特性....

图3 试验模型网格划分示意图

依照均流孔板试验模型采用Solidworks软件建立三维几何模型,导入ICEM软件采用非结构网格单元对其进行网格划分。经过仿真试验发现,入口端孔板前30mm外流场较稳定,板后80mm外流场恢复稳定,为了节省计算资源,对均流孔板区域采用非结构化网格划分并进行局部加密处理,孔板前....

图4 均流孔板压降与流动速度的关系

图4为不同开孔率的情况下压降随流动速度的变化情况。可以看出,均流孔板前后的压降随着流动速度的增大而增大,在较低流动速度的情况下,通过纵向对比可知,各开孔率的均流孔板压降值均较为接近,随着流动速度继续增大,不同开孔率的孔板之间压差值的差距逐渐增大。由局部阻力计算式(6)可知,阻力系....

图5 流速v=0.5 m/s条件下不同开孔率的速度场和压力场分布

图4均流孔板压降与流动速度的关系图6为不同开孔率的均流孔板的阻力系数随风速的变化情况。当开孔率β小于0.14时,阻力系数随风速的变化而改变的范围相对较大,当开孔率β大于0.19时,阻力系数随风速的变化差距拉小;说明在开孔率较大的情况下,风速对均流孔板的局部阻力系数影响较弱。当风....

本文编号：4014169