T型三通和圓弧型三通流場的試驗研究及數(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型三通被大量用來增加出水口?！叭ā苯Y(jié)構(gòu)形式的不同會造成不同的局部水頭損失，對灌溉運(yùn)行費(fèi)用影響很大，所以對三通結(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)計一個更利于水流通過的流道形式，能極大的減小局部水頭損失。 本文利用計算流體動力學(xué)軟件(CFD)對等直徑的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，對其進(jìn)行分析，確定最合適的數(shù)學(xué)模型及計算方法，并且得出以下結(jié)論： (1)通過對滴灌系統(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； (2)通過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)計算方法及數(shù)學(xué)模型，在Fluent中對兩種三通的數(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)測結(jié)果。 在使用數(shù)值模擬計算三通內(nèi)部流場分布的前提下，用物理實(shí)驗對數(shù)值模擬的一部分結(jié)果進(jìn)行了驗證。驗證表明，數(shù)值模擬所得數(shù)據(jù)能很好的與物理實(shí)驗的結(jié)論相吻合，由此證明采用的數(shù)學(xué)模型和