T型三通和圓弧型三通流場(chǎng)的試驗(yàn)研究及數(shù)值模擬.pdf

1、“三通”在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等很多方面被廣泛使用。在農(nóng)業(yè)灌溉中，T型三通被大量用來(lái)增加出水口。“三通”結(jié)構(gòu)形式的不同會(huì)造成不同的局部水頭損失，對(duì)灌溉運(yùn)行費(fèi)用影響很大，所以對(duì)三通結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，減小灌溉水頭和局部水頭損失有相當(dāng)大的意義。在流道形式、壁面糙度和水流流態(tài)一定的情況下，減少沿程水頭損失只能以減小水流流速的方式進(jìn)行，這與增大流量的目的相悖。因此，減小局部水頭損失就是較好的增大流量的方法之一。局部水頭損失的大小取決于邊界變化的劇烈程度，在等直

2、徑圓管流道中，直角折管比90°彎管的局部水頭損失系數(shù)要大很多。設(shè)計(jì)一個(gè)更利于水流通過(guò)的流道形式，能極大的減小局部水頭損失。 本文利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件(CFD)對(duì)等直徑的T型三通和圓弧型三通進(jìn)行三維數(shù)值模擬研究，在深入了解兩種三通結(jié)構(gòu)和內(nèi)部流場(chǎng)的基礎(chǔ)上得出兩種三通在流道突變處主流、漩渦區(qū)之間的質(zhì)量、能量的交換和局部水頭損失，對(duì)其進(jìn)行分析，確定最合適的數(shù)學(xué)模型及計(jì)算方法，并且得出以下結(jié)論： (1)通過(guò)對(duì)滴灌系統(tǒng)中三通的研究

3、，給我們提供了實(shí)體建模和網(wǎng)格劃分的經(jīng)驗(yàn)； (2)通過(guò)研究最終確定一套適合T型三通和圓弧型三通的數(shù)學(xué)計(jì)算方法及數(shù)學(xué)模型，在Fluent中對(duì)兩種三通的數(shù)值模型進(jìn)行求解器設(shè)置，采用三維、穩(wěn)態(tài)隱式求解方法，粘度的處理采用RNGk-ε模型，能獲得理想的預(yù)測(cè)結(jié)果。 在使用數(shù)值模擬計(jì)算三通內(nèi)部流場(chǎng)分布的前提下，用物理實(shí)驗(yàn)對(duì)數(shù)值模擬的一部分結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。驗(yàn)證表明，數(shù)值模擬所得數(shù)據(jù)能很好的與物理實(shí)驗(yàn)的結(jié)論相吻合，由此證明采用的數(shù)學(xué)模型和