[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于數(shù)值計(jì)算的管路阻力系數(shù)精確計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310245810.9
• 申請(qǐng)日: 2013-06-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103353908A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉厚林;黃浩欽;王勇;王健
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 胡玲

1.一種基于數(shù)值計(jì)算的管路阻力系數(shù)精確計(jì)算方法，其特征在于，將數(shù)值計(jì)算設(shè)定溫度和單位質(zhì)量流體能量損失與實(shí)驗(yàn)測(cè)得溫度和單位質(zhì)量流體能量損失進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)一步調(diào)整計(jì)算模型，然后基于調(diào)整的計(jì)算模型，對(duì)不同粗糙度、不同工況管路進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，通過(guò)數(shù)值計(jì)算得到管路系統(tǒng)各過(guò)流截面總壓p，并引入伯努利能量方程，聯(lián)合建立伯努利方程組，利用能量損失反求管路不同情況下的沿程阻力系數(shù)λ和局部阻力系數(shù)ζ，得到數(shù)據(jù)樣本，基于數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行三維數(shù)據(jù)曲面擬合，從而建立一種管路局部和沿程阻力系數(shù)的精確表示方法。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)值計(jì)算的管路阻力系數(shù)精確計(jì)算方法，其特征在于，伯努利方程組為：

gz1+p1ρ+α1v‾122=gz2+p2ρ+α2v‾222+ghw1gz3+p3ρ+α3v‾322=gz4+p4ρ+α4v‾422+ghw2]]>

其中，z各截面中心線物理高程；α為動(dòng)能修正系數(shù)，對(duì)于一般工業(yè)管道，取α＝1；v為管路流速；gh_w表示單位質(zhì)量流體流經(jīng)兩截面途中的能量損失，包括沿程損失和局部損失。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)值計(jì)算的管路阻力系數(shù)精確計(jì)算方法，其特征在于，數(shù)據(jù)處理軟件為T(mén)ableCurve3D。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)值計(jì)算的管路阻力系數(shù)精確計(jì)算方法，其特征在于，計(jì)算方法具體步驟如下：

（1）對(duì)管路系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，計(jì)算出管路系統(tǒng)單位質(zhì)量流體能量損失。在相同工況下，對(duì)管路系統(tǒng)進(jìn)行外特性實(shí)驗(yàn)，測(cè)出實(shí)驗(yàn)中流體溫度和管路系統(tǒng)單位質(zhì)量流體能量損失，通過(guò)對(duì)比數(shù)值計(jì)算中設(shè)定的溫度和實(shí)驗(yàn)測(cè)量溫度，修正數(shù)值計(jì)算中設(shè)定的溫度和動(dòng)力粘度，再通過(guò)對(duì)比數(shù)值計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測(cè)量的單位質(zhì)量流體能量損失，調(diào)整數(shù)值計(jì)算湍流模型，最終選擇計(jì)算能量損失與實(shí)驗(yàn)測(cè)量能量損失之間誤差最小時(shí)的湍流模型為最優(yōu)湍流模型。

（2）利用（1）中調(diào)整后的計(jì)算模型對(duì)管路系統(tǒng)進(jìn)行變工況、變粗糙度數(shù)值計(jì)算。

（3）由數(shù)值計(jì)算得到兩組過(guò)流截面，各自總壓p，將兩組過(guò)流截面總壓引入伯努利能量方程，聯(lián)合建立伯努利方程組，則由能量損失即可計(jì)算出不同工況、不同粗糙度管路系統(tǒng)的局部阻力系數(shù)ζ和沿程阻力系數(shù)λ。

（4）利用TableCurve3D，將計(jì)算得到的局部和沿程阻力系數(shù)分別與雷諾數(shù)Re和相對(duì)粗糙度Δ/d進(jìn)行三維曲面擬合，從而得到管路局部和沿程阻力系數(shù)的精確表示方法：ζ=f1(Re,Δd),λ=f2(Re,Δd).]]>