T型三通管模拟

背景及意义三通管是工业管路系统中常用的结构形式，三通管内的流动情况比较复杂，流体在管内的流动过程中流动参数并不是恒定的，很难保证汇聚之前两股流体的压力、流速等参数的一致性，导致三通管流出流体的温度等参数变化很大。采用实验方法研究其流动现象会耗费大量的时间和精力，且会受到实验仪器精度及不稳定状况的影响，运用Fluent软件就可以通过对三通管内部流场的数值模拟，形象而直观的获得各项流动参数。𝜕𝑢𝜕𝑥+𝜕𝑢𝜕𝑦+𝜕𝑢𝜕𝑧=0ρ𝑑𝑣𝑑𝑡=𝜌𝐹−𝑔𝑟𝑎𝑑𝑝+𝜇𝛻2𝑣𝜕(𝜌𝑇)𝜕𝑡+𝜕(𝜌𝑉𝑇)𝜕𝑥+𝜕(𝜌𝑉𝑇)𝜕𝑦+𝜕(𝜌𝑉𝑇)𝜕𝑧=𝜕𝜕𝑥𝑘𝐶𝑝−𝜕𝑇𝜕𝑥−𝜕𝜕𝑦𝑘𝐶𝑝−𝜕𝑇𝜕𝑦−𝜕𝜕𝑧𝑘𝐶𝑝−𝜕𝑇𝜕𝑧+𝑆TCp是比压热容，T为温度，k为流体的传热系数，ST为粘性耗散项。物理模型60mm90mm?20mminlet1inlet2outletGambit模型Gambit模型Gambit模型Gambit模型设置边界条件：左边界面设为inlet1VELOCITY-INLET;右边界面设为inlet2VELOCITY-INLET;下边界面设为outletOUTFLOW采用非耦合求解法(PressureBased)、隐式算法(Implicit)、三维空间(3D)稳定流动(steady)检查网格Grid---Check网格信息Grid---Info---Size修改网格单位Grid-Scale求解器设置DefineModelsSolver启动能量方程并选择紊流模型Define---Models---EnergyDefine---Models---Viscous设定操作条件Define---OperatingConditions定义流体物理性质Define---Materials设置边界条件Define---BoundaryConditions设置边界条件设置边界条件设置边界条件控制参数及流场初始化Solve---controls---solutions,保持默认值Solve---Initialize---Initialize设置残差监控图Solve---Monitors---Residual设置出口温度监视器Solve---Monitors---Surface迭代计算设置Z=0截面Surface---Iso-Surface计算结果显示Display---contoursZ=0截面温度分布图出口截面温度分布Z=0截面压力分布图Z=0截面速度分布图出口处的温度剖面图出口处的速度剖面图出口处的压力剖面图由两次模拟可知当管内出现一部分流体速度很大的情况，有可能会导致速度小的流体的回流现象，这就造成了三通管混合后流出流体温度的巨大变化，不利于三通管的稳定工作。