橫掠緊湊叉排管束流動(dòng)的數(shù)值模擬與分析(編輯修改稿)
2024-12-12 07:00 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 .... V——— 39?！? ?_?_l__● 圖 1緊湊叉排管束的排列方式示意圖 2計(jì)算結(jié)果及分析 如圖 3所示為橫掠六排管束流動(dòng)的速度矢量 分布特征 .由于管束之間的擠壓作用 ,使得流體 在管束間隙處獲得 了加速 ,高速流體在下游又撞 擊下一排的管束表面 ,出現(xiàn)分流 .此外 ,靠近壁 面的管束區(qū)域由于阻塞比較小 ,因此管束兩側(cè)的 流速較中心區(qū)域的管束附近大 .在靠近壁面的第 二到第五排管束上下的流體分布并不對(duì)稱 ,主流 流體繞 S形路線通過管束區(qū)域 .在遠(yuǎn)離壁面的 管束區(qū)域 ,流體在圓管上下的分布逐漸趨于對(duì)稱 . [1081第 33卷第 1期 2020— 1(下 ) 圖 2管束區(qū)域的網(wǎng)格 圖 3橫掠六排管束的速度矢量圖 如圖 4(a)可見速度分量 U的波動(dòng)呈兩頭大 , 中間小的分布情形 .中間部分的速度最大值為自 由來流的 2倍左右 (2U),而在兩端 最大速度會(huì)增 加到 4U左右 ,在靠近壁面處出現(xiàn)了少量的回流 , 即速度為負(fù)值的情況 ,其大小為 1U左右 .這主要 是因?yàn)榇颂幜黧w在撞擊下一排管束后 ,流體分布 不對(duì)稱 ,主流繞過管束以后會(huì)有少量流體繼續(xù)沿 著管束表面向上游回流 .由圖 4(b)可以看出速 度分量 v的整體波動(dòng)幅度基本不變 ,大概為 8U. 速度波動(dòng)的中心軸線在兩端處會(huì)由 v/U=0偏移 至 v/U=177。 2左右 .這表明 ,靠近兩端處流體在 撞擊下一排管束后流速分配不再對(duì)稱 . 為了進(jìn)一步對(duì)管束內(nèi)的流場(chǎng)進(jìn)行分析 ,研究 緊湊管束對(duì)流體的擾動(dòng)特性 ,如圖 5所示為第一 , 三排管束后的 速度和壓力分布情況 .從速度分量 v 的分布曲線可以看出第一排與第三排管束后的速 度分布曲線呈對(duì)稱分布狀態(tài)且進(jìn)乎重合可以判斷 出對(duì)于緊湊排列的叉排管束 ,在經(jīng)過第一排管束 以后流場(chǎng)的速度分布已經(jīng)穩(wěn)定 ,不會(huì)像稀疏管束 l生勺似 e 口 (a)u速度分量分布 (b)v速度分量分布 圖 4管束區(qū)域 Y方向的分布曲線 圖 5第一三排管束后的速度分布曲線與第一排管束后的壓 力分布曲線 (s/d2)那樣要經(jīng)過四五排管束的作用 ,流場(chǎng)才趨 于穩(wěn)定… .另外 ,在速度分布曲線中可看出流體 速度沿縱向上下波 動(dòng)較大 .這主要是由于管束間 距較小 ,流體在繞過管束流動(dòng)的時(shí)候獲得了較大 的加速 ,使得在管束間隙與管束后沿的速度差較 大 ,形成速度波動(dòng) .雖然速度的絕對(duì)值上下波動(dòng) 較大 ,但其平均值的變化還是比較平緩的 .由圖 中可以看出平均速度在縱向呈近似的拋物線分布 , 兩端靠近壁面處的平均速度大于中間部分 .這點(diǎn) 變化
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