基于ANSYS Workbench的气动管道传输系统中弯管的流场分析.docx

摘要：气动管道传输系统作为一种新兴的运输方式，常用于煤粉、石油、天然气等流体以及非流体的运输。而弯管作为管道的重要组成部分，其结构、材料等极大地影响了管道的使用寿命。本课题通过对弯曲长度一定的弯管在不同管径、不同弯曲角度下流场的分析，研究入口和出口之间的压力和速度的变化。利用伯努利方程对于弯管出口处的压力损失和速度变化关系做出预测，并理论计算得到出口处的压力损失，使用Fluent对弯管的压力和速度分布进行仿真模拟和数值计算。结果表明：管径一定时，弯曲角度越小，弯管出口处的压力损失越小，并且弯管内壁所受应力大于弯管外壁所受应力；同一弯曲角度下，压力损失随管径的增大而减小，入口和出口之间的速度变化并不明显，管壁内侧速度比管壁外侧的大；在压力损失随角度增加而增加的情况下，弯曲角度为90°的管道的速度增加相对较大；在质量流量相同时，90°弯管出口处的压力损失随管径的增大而减小，速度增量随管径的增大而减小；在管径一定时，入口质量流量越大，出口处压力损失越大，速度增量越大。

关键词：弯管；流场仿真；数值模拟；速度分布；压力分布

目录

摘要

ABSTRACT

第一章  绪  论-1

1.1课题研究背景-1

1.2国内外研究现状与发展趋势-2

1.2.1国外研究现状-2

1.2.2国内研究现状-3

1.2.3国内外研究的发展趋势-4

1.3研究的内容及目的-5

1.4课题研究的意义和价值-5

第二章 弯管的流体力学分析-6

2.1流体的力学模型-6

2.2弯管材料的选择-6

2.3弯管尺寸的选择-7

2.4弯管流体力学分析-7

2.5本章小结-9

第三章  弯管的流场模拟-10

3.1 Workbench及Fluent简介-10

3.1.1 Workbench简介-10

3.1.2 Fluent简介-10

3.2模型绘制-11

3.3 网格划分与网格验证-15

3.3.1网格划分-15

3.3.2网格质量验证-16

3.4边界条件和物理模型-17

3.4.1弯管的边界条件设定-17

3.4.2弯管流场的物理模型-18

3.4.3其他条件设定-19

3.5本章小结-21

第四章 计算结果与分析-22

4.1弯管的弯曲角度及管径对压力的影响-22

4.2弯管的弯曲半径及管径对速度的影响-26

4.3流量对不同管径下90°弯管的压力降的影响-30

4.4流量对不同管径下90°弯管的速度降的影响-32

4.5弯曲度对不同管径下90°弯管的压力降的影响-35

4.6本章小结-36

第五章 结论与展望-37

5.1结论-37

5.2展望-37

参考文献-38

致  谢-40