较大管径合流三通局部阻力系数模拟计算

采用Fluent软件,分析主管雷诺数、分流比(侧支管与主管质量流量比)、管径比(侧支管与主管内直径比)、交汇角(侧支管与直支管夹角)对合流三通局部阻力系数、三通内流体速度场的影响。研究对象为DN 400 mm及以上等径、异径三通的侧支管与主管间局部阻力系数(称为阻力系数1)、直支管与主管间局部阻力系数(称为阻力系数2)。主管雷诺数变化范围为2×105～106(对应主管水流速范围为0. 5～2. 5 m/s),分流比变化范围为0. 2～1. 0,管径比变化范围为0. 38～1. 00,交汇角变化范围为30°～90°。主管雷诺数的影响:当分流比一定时,当主管雷诺数大于4×105后,阻力系数1、2基本不随主管雷诺数的增大发生变化,即局部阻力系数进入阻力平方区。当主管雷诺数一定时,分流比越大,阻力系数1、2均越大。当分流比比较大时,特别是分流比为1. 0时,在主管上部出现大范围低速回流区,主管内出现明显的速度梯度。管径比的影响:当分流比一定时,阻力系数1、2均随管径比的增大而减小。管径比越大,阻力系数1、2的降幅越小,当管径比大于0. 8后,对二者的影响不再显著。分流比越小,管径比的影响越小。当管径比为0. 38时,斜支管水流速比较高,三通内水流速分布很不均匀。管径比越大,直支管、斜支管、主管的管径越趋于一致,流速分布越趋于均匀,主管上部的低速回流区也有所缩小。交汇角的影响:当分流比一定时,阻力系数1、2均随交汇角的增大而增大。随着交汇角增大,主管上部低速回流区增大,出现了明显的速度梯度。