上游彎管對T型管道內(nèi)流體流動和傳熱的影響研究.pdf

1、在實(shí)際生產(chǎn)過程裝備中管道系統(tǒng)扮演了十分重要的角色，而彎管和T型管是管路運(yùn)輸系統(tǒng)中最常見的形式。彎管在管路系統(tǒng)可以改變流體的流動方向，節(jié)省占用空間，但是彎曲管道內(nèi)的流場在諸多因素的影響下而非常復(fù)雜，流體在管中容易產(chǎn)生二次渦流，這會給流體帶來能量損失，增大流體流動局部流動阻力。
　　 在管線系統(tǒng)中T型三通管道起著優(yōu)化管路和連接管道的作用，當(dāng)?shù)蜏亓黧w和高溫流體在T型三通管道中摻混時(shí)，會發(fā)生熱波動（熱振蕩）現(xiàn)象，管道因近壁面處的熱振蕩容

2、易產(chǎn)生熱應(yīng)力，進(jìn)而引起管道熱疲勞形成疲勞裂紋。實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中由熱疲勞而產(chǎn)生的管道失效和泄漏等安全事故時(shí)有發(fā)生，因此研究人員高度重視T型三通管道內(nèi)因熱振蕩而造成的失效問題。
　　 雖然T型管道通常被考慮為單一結(jié)構(gòu)，混合管通常會和復(fù)雜管道系統(tǒng)中其他部分連接（如核工業(yè)中的Phenix反應(yīng)堆實(shí)際操作管道）——其中的一個(gè)部件就是90°的彎管，通常在T型管道的上游并對混合機(jī)制有強(qiáng)烈的影響。
　　 本文通過對上游有90°彎管的T型三通

3、管道內(nèi)流體摻混時(shí)的流動和熱波動現(xiàn)象進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，應(yīng)用大渦模擬(LargeEddySimulation-LES)湍流模型，提取溫度、速度等數(shù)據(jù)。并把數(shù)值計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較分析，具有良好的吻合，證明了大渦模擬方法具有一定的可行性和經(jīng)濟(jì)性。
　　 通過對不同曲率比Cr，不同軸向距離L的T型三通管道內(nèi)流體摻混過程進(jìn)行大渦模擬數(shù)值計(jì)算，分析了曲率比Cr和軸向距離L對流體混合過程的流動和熱波動的影響規(guī)律，得出曲率比越大，混合區(qū)的