不同内齿结构的迷宫流道特性分析和结构优化

通过分析对比在不同条件下、不同内齿结构的灌水器迷宫流道内流场的流动特性和堵塞成因,得出具有更优抗堵塞性能的流道结构,结合FLUENT数值模拟,分析在3种不同内齿结构(矩形、三角形、弧形)以及不同内齿组合形式(单内齿、双内齿、组合内齿)迷宫流道中的流速特性和湍动能特性,同时研究在3种不同的压力条件下(0.06、0.11、0.15 MPa)以及3种不同粒径颗粒(0.05、0.085、0.130 mm)的运移状况等。分析结果表明:相较于其余8种流道结构,在抗堵塞性上组合型三角形内齿结构为最优流道结构。对比改进前的组合型三角形内齿流道,优化改进后,流道流速和湍动能均明显提升,不仅增大了流体在流道中保持和运行湍流状态的能力,而且提高了低速区的流速和湍动能在流道的范围和数值大小,更加便于颗粒运移,抗堵塞性能更好。结果表明:流道内各划分区域的流速、湍动能和颗粒运移速率都受流道的结构参数影响;加入内齿面积的大小影响内齿流道的抗堵塞性能,对比分析仿真模拟的各项数据得出最优流道内齿组合方式为组合型,最优内齿结构为三角形内齿。