柔性風管彎曲狀態(tài)下阻力損失特性研究.pdf

1、本文旨在以鋁箔金屬柔性風管為研究對象，根據(jù)國家標準GB/T1236-2000[1]搭建柔性風管實驗臺，對柔性風管進行實驗研究，探索鋁箔金屬柔性風管彎曲狀態(tài)下局部阻力損失特性，其研究成果可為工程設計提供技術支持。使用數(shù)值模擬的方法，分析柔性風管彎曲部分流場特性，找出影響局部阻力損失的因素。通過本項目的數(shù)值模擬和實驗研究，得出以下結(jié)論：
　　 ⑴在柔性風管的風管轉(zhuǎn)彎彎曲部分，其內(nèi)側(cè)金屬薄膜褶皺密集，粗糙度大；彎曲部分外側(cè)金屬薄膜褶皺

2、分散，粗糙度?。粡澒芰鲌鰤毫退俣确植急葎傂燥L管更為復雜，在相同參數(shù)條件下，與剛性風管相比，二次渦旋回流區(qū)更加強烈，柔性風管比剛性風管的局部阻力損失要大。
　　 ⑵柔性風管彎曲段中的流場特征十分明顯，彎管處壓力梯度傾斜向出口段，彎管內(nèi)側(cè)出現(xiàn)強烈的二次渦旋回流區(qū)。在彎曲部分未端回流區(qū)占據(jù)管段的大半?yún)^(qū)域，紊流中心斷面呈月牙狀分布于轉(zhuǎn)彎外側(cè)管壁處。彎管對上下游管段都產(chǎn)生影響，上游管段影響到1至2倍管徑距離，下游管段影響距離大于等于15

3、倍管徑。
　　 ⑶管徑變化對于柔性風管壓力損失的影響相對較小，二次回流區(qū)有輕微變化，整個流態(tài)及回流影響波及范圍基本保持不變。因相同材料的柔性風管絕對料糙度(Ks)可視為恒定值，隨著管徑的變小，當量粗糙度(Ks/D)增大。對于小管徑而言，同樣高度的褶皺，其當量粗糙度亦大于大管徑的當量粗糙度，故小管徑造成的二次渦旋回流更劇烈，對紊流核心的耗散更大，因此小管徑柔性風管彎曲部分局部阻力損失較大管徑大。當管徑增大到一定程度，當量粗糙度增大

4、幅度變小，褶皺內(nèi)壁的影響變小，局部阻力損失變化幅度相對平緩。
　　 ⑷入口風速對柔性風管彎曲段阻力損失的影響強烈。隨著入口風速增大，阻力損失大增。壓力損失變化的實質(zhì)是管徑不變時隨著入口風速增大，雷諾數(shù)在不斷增加，管內(nèi)二次回流在增大，壓力損失在加大。
　　 ⑸轉(zhuǎn)彎角度對柔性風管阻力損失影響很大。隨著彎曲角度增大，紊流主流的速度變化減少，柔性風管彎曲部分的褶皺密集程度變小，導斂粗糙度變小，二次渦旋回流區(qū)變小，二次回流對主流的