波紋管內(nèi)流體流動(dòng)特性的數(shù)值模擬

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1、科學(xué)·創(chuàng)新·振興6結(jié)論中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)于2002年12月3日，在安徽蕪湖組織召開(kāi)了由沈陽(yáng)重型機(jī)器有限責(zé)任公司研制的MLS3626立式輥磨機(jī)產(chǎn)品鑒定會(huì)。鑒定委員會(huì)聽(tīng)取了MLS3626立式輥磨機(jī)的研制報(bào)告、經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析報(bào)告、測(cè)試報(bào)告、運(yùn)行情況報(bào)告及標(biāo)準(zhǔn)化審查報(bào)告，審查了產(chǎn)品圖樣和技術(shù)文件，參觀了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，考察了MLS3626立式輥磨機(jī)的運(yùn)行情況。經(jīng)鑒定委員會(huì)專家充分討論，一致同意通過(guò)鑒定，鑒定意見(jiàn)如下：MLS3626立式輥磨機(jī)圖樣和技術(shù)文件齊全、完整、正確、統(tǒng)一，數(shù)據(jù)可靠。符合相關(guān)法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)，能夠用于指導(dǎo)生產(chǎn)。MLS3626立式輥磨機(jī)研磨機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、配置先進(jìn)，開(kāi)

2、發(fā)了具有國(guó)際先進(jìn)水平的動(dòng)靜態(tài)組合式高效選粉技術(shù)，具有實(shí)用方便的檢修裝置以及帶鎖風(fēng)功能的進(jìn)料三道閘門，電氣控制系統(tǒng)先進(jìn)，自動(dòng)化水平高。通過(guò)用戶一年多的生產(chǎn)實(shí)踐證明，該磨機(jī)粉磨效率高、烘干能力強(qiáng)、允許人磨粒度大、流程簡(jiǎn)單、控制方便、噪音低、環(huán)保節(jié)能效果好，設(shè)備運(yùn)行可靠、維修費(fèi)用低，滿足了新型干法水泥生產(chǎn)線大型化的要求。自行研制成功MLS3626立式輥磨機(jī)，填補(bǔ)了我國(guó)大型立式輥磨機(jī)的空自，其主要性能指標(biāo)達(dá)到了國(guó)際同類產(chǎn)品先進(jìn)水平，性能價(jià)格優(yōu)于國(guó)外產(chǎn)品，可以替代進(jìn)口。沈重公司有較先進(jìn)的工藝設(shè)備，健全的質(zhì)量管理保證體系，具備了批量生產(chǎn)條件。立式輥磨機(jī)是發(fā)展大型化水泥工業(yè)的

3、關(guān)鍵設(shè)備，市場(chǎng)前景廣闊，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。建議進(jìn)一步完善立式輥磨機(jī)系列產(chǎn)品，以滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)的需要。參考文獻(xiàn)[1]王仲春，水泥工業(yè)粉磨工藝技術(shù)北京：中國(guó)建材出版社，1998年．f2]王仲春，生料輥磨的大型化．《水泥技術(shù)》1998年3月作者簡(jiǎn)介：何恩光，男，1965年8月18日出生，1986年7月1日畢業(yè)于吉林工業(yè)大學(xué)，工學(xué)學(xué)士。沈陽(yáng)重型機(jī)器有限責(zé)任公司，科研開(kāi)發(fā)辦公室主任，高級(jí)工程師。主要科技成果：MLS3626立式輥磨機(jī)，沈陽(yáng)市2003年度科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)；推鏈?zhǔn)娇煽貧夥这F焊爐，沈陽(yáng)市2002年度科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)；MLS4531立式輥磨機(jī)，2003年國(guó)家新

4、產(chǎn)品并入選中國(guó)企業(yè)新紀(jì)錄。主要研究方向：全斷面掘進(jìn)機(jī)("IBM和盾構(gòu))，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，脫硫成套設(shè)備等。波紋管內(nèi)流體流動(dòng)特性的數(shù)值模擬李陽(yáng)金志浩金光遠(yuǎn)(沈陽(yáng)化工學(xué)院)摘要：本文使用ANSYS軟件，以室溫下的水為介質(zhì)，對(duì)工業(yè)中經(jīng)常使用的波紋管管內(nèi)流場(chǎng)分剮進(jìn)行二堆和三維的數(shù)值模擬。以相同的進(jìn)i：／速度，求出流體的速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)和壓力場(chǎng)，并對(duì)二維與三維模型的同一周期的速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)和壓力場(chǎng)進(jìn)行分析，說(shuō)明其變化規(guī)律，為波紋管的強(qiáng)化傳熱研究提供了有利的參考。關(guān)鍵詞：波紋管數(shù)值模擬1引言波紋管換熱器是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新型高效換熱設(shè)備，由于其加工方便，有較高的傳熱效率，不易結(jié)垢

5、等優(yōu)點(diǎn)，而越來(lái)越受到人們的重視。波紋管的強(qiáng)化傳熱主要是由于周期性的波峰和波谷的存在，使管內(nèi)的流體處于規(guī)律性的擾動(dòng)狀態(tài)，形成不與軸線平行的流股，使管內(nèi)流體的溫度、密度、雜質(zhì)含量沿徑向均勻分布，所以對(duì)波紋管內(nèi)流體的流動(dòng)特性進(jìn)行分析是十分必要的，本文主要對(duì)波紋管的二維與三維流場(chǎng)進(jìn)69科學(xué)·創(chuàng)新·振興行數(shù)值模擬，對(duì)其速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)和壓力場(chǎng)進(jìn)行分析比較。2波紋管的建模波紋管的形狀如圖1所示，是工程常用的波形為正弦波形的波紋管，正弦形狀其規(guī)格變化為v?A．sin(罕．x)A和1分別為振幅和周期長(zhǎng)，a為當(dāng)量直徑，波紋管的規(guī)格尺寸為：a=22rnm，A=1．5ram，l=21t

6、hino由于波紋管結(jié)構(gòu)的周期性，所以其管內(nèi)的流體流動(dòng)也呈現(xiàn)周期變化，因此對(duì)管內(nèi)流場(chǎng)可以只圖1正弦波紋管取一個(gè)周期進(jìn)行分析，對(duì)于管內(nèi)充分發(fā)展的流體可作如下簡(jiǎn)化設(shè)定：1．流體不可壓，且為充分發(fā)展的層流流動(dòng)；2．流體的物性保持不變；3．忽略重力影響，而且再加上波紋管結(jié)構(gòu)的軸對(duì)稱性，理論上可以將三維流動(dòng)的模型簡(jiǎn)化成平面二維流動(dòng)的問(wèn)題，這將節(jié)省計(jì)算時(shí)間與計(jì)算量。為此，本文分趴建立二維與三維的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行數(shù)值模擬。由于流場(chǎng)進(jìn)出Cl的影響，流體在管內(nèi)流過(guò)一段距離之后才進(jìn)入充分發(fā)展階段，所以使用ANSYS進(jìn)行數(shù)值模擬時(shí)，波紋管的波數(shù)不能取得過(guò)短，否則波紋管內(nèi)流體的流場(chǎng)不能得到充

7、分的發(fā)展。因此，根據(jù)實(shí)際尺寸及變化特征，取10個(gè)周期的波紋管建模，采用有限元法先建立幾何模型，再對(duì)計(jì)算區(qū)域進(jìn)行離散化，然后設(shè)定邊界條件，在進(jìn)口處，速度設(shè)為均勻來(lái)流，U=0．005m／s，v=w=0。T=293K；在壁面處為無(wú)滑移邊界條件，即u=v=W=0，T=323K；出口平面的壓力為零，最后分別對(duì)加載之后的二維和三維模型進(jìn)行計(jì)算。3數(shù)值模擬的結(jié)果分析以室溫下的水為介質(zhì)，對(duì)層流狀態(tài)下的速度場(chǎng)和壓力場(chǎng)分別進(jìn)行了二維和三維的模擬計(jì)算，并經(jīng)過(guò)可視化處理以等值線和坐標(biāo)曲線圖形式表現(xiàn)出來(lái)，三維數(shù)值模擬的取值選用中軸面來(lái)確定。用以確定這兩種數(shù)值模擬所求出的速度場(chǎng)溫度場(chǎng)和壓力

8、場(chǎng)的分布。(取第七周期進(jìn)