空化文丘里管稳流特性研究

发布时间：2021-08-17 13:02

　　基于Realizable k-ε湍流模型和Zwart空化模型,采用计算流体动力学方法（CFD）,结合相关文献的研究成果,对某文丘里管的流动进行了模拟计算,研究稳流工作的文丘里管的空化流体动力学特性和稳流特性规律。流量的模拟数值与已有的试验数值吻合较好,误差在5.8%以内,证明数值模拟方法可以用来研究文丘里管的流动特性。通过改变文丘里管的渐缩段入口结构跟渐扩段角度,对其稳流特性进行研究,并得到以下结论:空化现象的出现是文丘里管稳流作用的必要条件。增大文丘里管的渐扩段角度,边界层分离现象更为严重,在尾流区会产生更多的旋涡,加剧了流体的湍流程度,造成了更多能量的不可逆耗散。在一定程度上,湍流程度与文丘里管的稳流性能成正比。湍流愈剧烈,稳流性能愈好。同时圆弧式收缩段结构的文丘里管稳流响应迅速;抛物线、直线式收缩段结构的文丘里管稳流响应较慢。 

【文章来源】：流体机械. 2020,48(03)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

文丘里管尺寸

本文使用软件Gambit对流体域进行网格的划分,d=10 mm,L=10 mm的文丘里管网格划分情况如图2所示。网格数量最终确定为20 034个,此时最差网格扭曲度为0.34。本文使用网格类型为四边形网格,采用结构化划分方式。对文丘里管喉部位置进行网格加密处理,以保证整个流场的计算精度和收敛性满足研究要求。3 文丘里管空化流动数值模拟

由图4可知当渐扩段角度由5°增加到7°时,临界压力比由0.866降低到0.848。同时,稳定时的流量由1.545 kg/s降到1.518 kg/s。为进一步探究文丘里管内部流体流动特性,现以CV1为例,绘制其在时的速度分布云图(见图5)、压力分布云图(见图6)。图6 压力云图

【参考文献】：
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本文编号：3347818