渦流管內(nèi)氣體流動(dòng)數(shù)值模擬及性能分析.pdf

1、渦流管能夠把壓縮氣體分離成冷熱兩股氣流，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工況穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在天然氣冷凝方面。近年來迅速發(fā)展的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)方法為渦流管內(nèi)復(fù)雜渦旋流動(dòng)的研究提供了新的手段。但是，關(guān)于恰當(dāng)描述渦流管內(nèi)流動(dòng)湍流模型的選取未有定論，缺乏系統(tǒng)的對(duì)比分析。另外，影響渦流管性能的參數(shù)很多，各個(gè)參數(shù)影響程度的對(duì)比分析卻很少。
　　本文針對(duì)這兩方面，通過數(shù)值模擬，確定了適于渦流管三維數(shù)值模擬的湍流模型，找出了對(duì)渦流管性能影響較大的參數(shù)及其影響趨

2、勢(shì)，為進(jìn)一步進(jìn)行兩相渦流管的研究奠定了基礎(chǔ)。
　　首先，建立了渦流管內(nèi)三維數(shù)值模擬模型。分別對(duì)RNG k-ε，Realizable k-ε，RSM模型及DES模型四種模型進(jìn)行了分析，通過對(duì)渦流管內(nèi)的流場(chǎng)分布、溫度分布及壓力分布的數(shù)值模擬得到了比較適用于渦流管三維數(shù)值模擬的湍流模型——大渦模擬和雷諾平均模擬相結(jié)合的分離渦模擬(DES)。
　　其次，使用DES的模型與前人文獻(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行相比較，以此來判斷本文使用模型的準(zhǔn)確性。

3、由于渦流管內(nèi)部的入口壓力、冷流率、熱端管直徑及入口溫度是對(duì)渦流管性能有一定的影響，所以將本文的流管內(nèi)部的入口壓力、冷流率、熱端管直徑及入口溫度的變化趨勢(shì)與文獻(xiàn)進(jìn)行了比較之后發(fā)現(xiàn)，它們的變化趨勢(shì)基本吻合，由此可以判斷本文使用DES模擬可以準(zhǔn)確的對(duì)渦流管內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行模擬。
　　最后，本文利用DES模型進(jìn)一步對(duì)渦流管的入口壓力、入口溫度、冷流率及熱端管直徑等操作參數(shù)的變化來分析渦流管性能的變化，發(fā)現(xiàn)入口壓力、冷流率及長(zhǎng)徑比是影響渦流管性