圆管螺旋流局部起旋器的阻力损失和起旋效率研究

对圆管螺旋流局部起旋器的结构、阻力损失和起旋效率进行了研究,探讨了起旋器相关参数的制约关系,并提出起旋器的设计原则,建立起阻力损失和起旋效率的计算式,为圆管螺旋流局部起旋器的设计和优化提供理论依据。

起旋器出口断面流速分布与起旋效率

通过对 6种起旋器、4种流量工况的试验 ,对起旋器出口断面流速分布及起旋效率进行了分析。结果表明 ,起旋器出口断面轴向流速分布呈类对数型分布 ,它比平直流的流速分布更均匀 ,可以用平直流速分布公式与一个二次尾流函数来表示 ;起旋器出口断面周向流速分布在主流区近似呈线性分布。提出了起旋器的起旋效率计算式 ,公式表明要提高起旋效率 ,则必须减小阻力损失 。

螺旋流起旋器内部流场水力特性数值模拟与验证

为了有效解决低压平直管道在田间长距离调水中泥沙淤积问题,该文设计了一种螺旋流起旋装置:螺旋流起旋器。与传统的起旋装置相比,螺旋流起旋器的导叶被固定在与管道保持同心状态的料筒外壁面。该文基于RNG k-ε湍流模型,采用Fluent 12.0对不同导叶长度条件下螺旋流起旋器内部流场水力特性进行了非定常数值模拟,并将模拟值与试验值对比分析,结果表明:螺旋流起旋器内部流场模拟值与试验值基本吻合,且流速场和压力场的最大相对误差分别不超过6.4%和1.3%,进一步表明采用Fluent数值模拟求解螺旋流起旋器内部流场是可行的;随着导叶长度的增加,螺旋流起旋器下游流场的轴向流速的影响区域将逐渐减小,而径向流速、周向流速及涡量的影响区域将逐渐增大;螺旋流起旋器能耗损失与起旋效率均随着导叶长度的增加呈现出增大的变化趋势;螺旋流起旋器内部流场涡量主要分布于料筒近壁面、导叶近壁面及螺旋流起旋器的下游流场。该研究不仅为螺旋流起旋器的设计与优化提供了参考依据,同时还为进一步完善管道螺旋流长距离输固理论提供了坚实的理论基础。

圆管螺旋流形成原理及导叶式局部起旋器的设计

分析了物料浆体管道输送圆管螺旋流的形成机理,探讨了圆管螺旋流的生成方式及导叶式起旋器的结构设计,并推导出导叶式局部起旋器起旋强度的计算公式。