軸流式渦流管結(jié)構(gòu)設(shè)計和數(shù)值模擬.pdf

1、渦流管是一種能夠把壓縮氣體分離成冷熱兩股氣流的設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)簡單，工況穩(wěn)定等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用在天然氣分離、除水以及低溫制冷等方面。近年來迅速發(fā)展的計算流體動力學(xué)方法（CFD）為渦流管內(nèi)復(fù)雜渦旋流動的研究提供了新的手段。 本文提出在渦流管內(nèi)添加“X”型導(dǎo)流片和拉瓦爾管這兩個部件使其進氣方式改為軸流式，并采用目前CFD領(lǐng)域內(nèi)熱點研究的大渦模擬方法（LES）進行數(shù)值模擬。首先對渦流管的能量分離現(xiàn)象作了理論上的分析討論。對傳統(tǒng)徑流式渦流管

2、的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行理想優(yōu)化選擇，并據(jù)此結(jié)構(gòu)參數(shù)建立相應(yīng)的物理模型，利用GAMBIT軟件進行網(wǎng)格劃分，運用大渦模擬方法（LES）對徑流式渦流管進行數(shù)值模擬，分析了其速度場與壓力場并且得出的分析結(jié)論與前人保持一致。保持渦流管各結(jié)構(gòu)參數(shù)相同的情況下，在管內(nèi)添加“X”型導(dǎo)流片改其徑向進氣為軸向進氣，利用大渦模擬方法（LES）對其進行數(shù)值模擬，得出可以使管內(nèi)氣流產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)運動；并且在固定“X”型導(dǎo)流片到進氣口的距離d時，得出葉片夾角θ為60°，12