通風(fēng)蝶閥數(shù)學(xué)物理模型及數(shù)值計算方法

2016-3-31 17:38:21

永嘉遠(yuǎn)景閥門廠 http://www.og4jqg.cn/

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通風(fēng)蝶閥數(shù)學(xué)物理模型及數(shù)值計算方法

物理模型

通風(fēng)蝶閥的結(jié)構(gòu)如圖3（a）所示，閥內(nèi)徑D0=200mm，閥體高度H=300mm，條形孔及孔橋的寬度均為20mm，活動多孔板與帶導(dǎo)流板的固定多孔板相互錯開10mm，此時閥的開度為50%，導(dǎo)流板的長度為60mm，閥出口處加長管長度為300mm。另外為了進行流場的比較，這里提出一種常見的插板閥結(jié)構(gòu)如圖3（b）所示，其開度與耐磨風(fēng)量調(diào)節(jié)閥相同。

通風(fēng)蝶閥數(shù)學(xué)模型及計算方法

RNG k-ε模型是一個雙方程的湍流模型，它是從原始的基本方程推導(dǎo)而來的，模型的系數(shù)以理論結(jié)果為依據(jù)，不需要借助任何實驗結(jié)果[5]。文獻(xiàn)[6，7]應(yīng)用此模型模擬湍流流動，結(jié)果表明：RNG k-ε模型優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)的是k-ε模型。因此本研究從工程實用性角度和模擬湍流的適用性出發(fā)，利用RNG k-ε模型來模擬閥內(nèi)的湍流流場。

模擬計算采用的軟件是由FORTRAN90開發(fā)的，網(wǎng)格劃分采用數(shù)學(xué)級數(shù)法，并在條形孔處進行局部加密，壓力場和速度場的耦合采用SIM-PLE算法求解。

基本方程及封閉模型

三維氣相湍流流動守恒方程組包括連續(xù)性方程、動量方程和RNG k-ε方程，可以表達(dá)成通用形式

div（ρvΦ）-div（ΓgradΦ）=SΦ （1）

式中：Φ在連續(xù)性方程中取1，在動量方程中表示u，v和w三個方向的速度，在RNG k-ε湍流模型中表示湍動能k和耗散率ε；SΦ表示源項。

邊界條件

入口邊界為w=17m/s，壁面邊界為無滑移邊界條件，出口為充分發(fā)展條件。