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管道流体流动的雷诺数计算及层流湍流转换分析

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:为计算内部管道流体流动的雷诺数,其公式如下注意在二维几何图形中,水力直径为入口高度的两倍。第二次分析时,将入口速度增加到50in/s后再在第一次分析的基础上重启动求解。对于内流来说,当雷诺数达到2000~3000时,流动即由层流过渡到湍流,故对管道中的空气作最后一次分析时,流动是湍流。

管道流体流动的雷诺数计算及层流湍流转换分析

这个二维分析问题可以选用FLOTRAN单元(FLUID141)进行求解。这个问题可以分为以下4部分:

1)流入空气速度为1in/s的层流模型;

2)流入空气速度为50in/s的层流模型;

3)流入空气速度为50in/s的层流模型,出口管长度增加30in;

4)流入空气速度为50in/s,计算流动的雷诺数,更换湍流模型重新计算。

对于所有的求解,在入口处施加一个均匀的速度分布。在所有壁面上施加物滑移(零速度)条件(包括壁面与入口和出口相交处)。假定流体不可压缩,并且假定其性质为恒值,在这种情况下,压力就可只考虑相对值,因此在出口处施加的压力边界条件是相对压力为零。

第一次分析时,流动为层流(雷诺数小于3000)。为计算内部管道流体流动的雷诺数,其公式如下

注意

在二维几何图形中,水力直径为入口高度的两倍。(www.xing528.com)

第二次分析时,将入口速度增加到50in/s(雷诺数相应增大)后再在第一次分析的基础上重启动求解。

第二次分析的流动图形表明,流动不是充分发展的,因此下一步应增加管道长度以得到更完整的图形。增加30in的管道长度,然后再重启动求解。

对于内流来说,当雷诺数达到2000~3000时,流动即由层流过渡到湍流,故对管道中的空气作最后一次分析时(雷诺数约为4500),流动是湍流。对于最后一次分析,使用湍流模型开始求解。

注意

在二维几何图形中,水力直径为入口高度的两倍。

第二次分析时,将入口速度增加到50in/s(雷诺数相应增大)后再在第一次分析的基础上重启动求解。

第二次分析的流动图形表明,流动不是充分发展的,因此下一步应增加管道长度以得到更完整的图形。增加30in的管道长度,然后再重启动求解。

对于内流来说,当雷诺数达到2000~3000时,流动即由层流过渡到湍流,故对管道中的空气作最后一次分析时(雷诺数约为4500),流动是湍流。对于最后一次分析,使用湍流模型开始求解。

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