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1、研究與分析2014年第6期(第27卷,總第134期)·機(jī)械研究與應(yīng)用·漸擴(kuò)管內(nèi)氣液環(huán)狀流附壁特性研究孫啟國(guó),王瑩,汪雄師(北方工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,北京100144)摘要:利用Fluent軟件模擬了油氣兩相流在漸擴(kuò)管內(nèi)的液相的附壁情況,得到了漸擴(kuò)管擴(kuò)張段的速度場(chǎng)和壓力的分布規(guī)律,并分析了改變漸擴(kuò)管的擴(kuò)張角對(duì)擴(kuò)張段環(huán)狀流液膜附壁的影響。結(jié)果表明,漸擴(kuò)管擴(kuò)張段的錐角對(duì)環(huán)狀流液膜的附壁有很大的影響,擴(kuò)張段橫截面的速度差值和壓降隨擴(kuò)張角增大而增大,但是軸向梯度力卻隨之減小。這些結(jié)論對(duì)油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)中的輸運(yùn)有指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞:康
2、達(dá)效應(yīng);環(huán)狀流:漸擴(kuò)管中圖分類號(hào):TH137.522文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1007-4414(2014)06-0046-04ResearchonCoandaEfectAppearedinOil-airAnnularFlowThroughtheConicalDifuserSUNQI-guo,WANGYing,WANGXiong-shi(CollegeofMechatronicEngineering,NorthChinaUniversityofTechnology,100144,China)Abstract:Inthi
3、spaper,physicalmodelandnumericalsimulationmodelforoil-airannularflowthroughconicaldiffusersarebuiltbytheFluentsoftware,andCoandaEffectwhichisacommonlyphenomenon印pearedinthiskindofoil-airannularflowfieldisstudied,especiallyinfluencesofCoandaEffectontheattachment
4、oftheliquidphaseofannularflowtrendedtothecurvedwallareanalyzedindetailbychangingexpansionan~estocalculmetheradialpressuredistributionandpressuredrop.Thesimulationresultsshowthattheexpansionanehasagreatinfluenceontheattachmentofliquidphaseinannularflowtothecurve
5、dwall,theradialpressuregradientisanimportantfactoroftheCoandaEffectwhichcouldmaketheliquidphaseofannularflowconveynearthewalt,andtheradialpressuregradientwilldecreasebutthevelocitydiferenceofthesectionandthepressuredropincreasewhentheexpansionanglebecomeslarger
6、.Theseconclusionswillprovideusefulreferenceindesig—ningpipelinesconveyingthetwo—phaseannularflowinoi1一airlubricationsystem.Keywords:coandaeffect;annularflow;conicaldiffuserO引言及附壁效應(yīng)是一種典型的力學(xué)現(xiàn)象。在氣液環(huán)狀流漸擴(kuò)管是為了不同口徑的管道與管道之間、管道入口,為了克服漸擴(kuò)管的水頭損失和壓力損失,在設(shè)與設(shè)備之間的連接用的,是流體流動(dòng)中常見的
7、管件之計(jì)漸擴(kuò)管道時(shí)應(yīng)盡量使錐形漸擴(kuò)管的擴(kuò)張角小于流一單相流體在流動(dòng)過程中受漸擴(kuò)管的影響較大,兩體擴(kuò)張角,使流體的能量損失較小,這樣能更有利于。相流當(dāng)中的影響則更為明顯J,前人的實(shí)驗(yàn)研究表流體的附壁進(jìn)行穩(wěn)定的輸送。明,漸擴(kuò)管局部截面的變化會(huì)導(dǎo)致兩相流中后續(xù)管道以下分析所選截面及漸擴(kuò)管的結(jié)構(gòu),如圖1所內(nèi)流體的擾動(dòng),從而對(duì)管道內(nèi)流體的壓力降、流動(dòng)形示。其中,為入口管長(zhǎng)度;L2為出口管長(zhǎng)度;L為式、流體流量產(chǎn)生變化。在油氣潤(rùn)滑管路中,為了使整個(gè)變徑管的長(zhǎng)度;人口管徑為D;出口管徑為D。油氣環(huán)狀流輸送過程中保持流型的流暢性、均
8、勻性、穩(wěn)定性,尋求平穩(wěn)的供油量來提高潤(rùn)滑點(diǎn)的潤(rùn)滑效率,往往需要有變徑管、彎管、閥門等部件的合理布置來實(shí)現(xiàn)。筆者主要對(duì)油氣環(huán)狀流的液膜附壁情況,特別是油氣環(huán)狀流流經(jīng)漸擴(kuò)管時(shí)的壓力變化、壓降、液相附壁的情況,基于康達(dá)效應(yīng)的理論及兩相流體相關(guān)理圖1錐形漸擴(kuò)管的結(jié)構(gòu)圖論進(jìn)行研究分析。1物理模型附壁效應(yīng)的錐形漸擴(kuò)管的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)見表1,從力學(xué)角度分析,氣