一种愚蠢的歧管均匀性提升方法(FLUENT模拟)
正文共： 795字 5图 预计阅读时间： 2分钟1 前言本案例来自工程实际案例，我们知道，歧管的设计的核心目标是流量分配，极多数情况下，各个支管的流量均匀性是歧管的性能目标。通常情况下，歧管的支管都不会有调节装置，否则就不需要设计结构了。因此，对歧管的管路进行优化设计，使得各个支管的流量分配达到设计意图即可。但是实际上，却有一种愚蠢的歧管均匀性提升方法，并在实际工程中得到应用，那就是对支管增加阻力。这个原理已经在我们之前的案例（一个管路流量分配问题模拟，2024年6月23日推文）得到了阐述，本质上就是一个阻力串并联问题。当然，支管连接的设备自身的阻力特性通常是确定而无法改变的，那么此时只需要对支管做一些改变就可以了，比如增加局部阻力件，修改管径等。本案例我们演示一下通过修改管径来实现均匀性提升的情况，这里的科学原理有很多论文都有研究，核心就是母管和支管的通流面积比值会影响均匀性。2 案例模拟创建如下的二维平面歧管模型，有四根支管，母管的高度10mm，母管入口流速5m/s，支管的宽度选取1mm、2mm和3mm三组。该案例适合在workbench开展参数化模拟，创建支管宽度、支管流量和母管入口压力三组参数，计算结果如下。我们简单地以最大值和最小值的比值作为均匀性评价指标（越小越好），可以看出随着支管宽度的减小，流量均匀性分别为15.7%、5.2%和1.8%，有显著的提高，从速度云图也可以看出，支管宽度1mm时，支管的速度分布几乎一致。但是，我们必须看到另一个事实，那就是随着均匀性提高，母管的压力也在剧烈上升（18Pa→47Pa→244Pa）。这就是我们之所以称该方案为愚蠢的主要原因，因为均匀性增加了，但是流体输送能耗也显著增加。不过，方案愚蠢并不表示方案不好，只要能解决现场的痛点即可，比如增加的能耗对现场运行不造成影响，那么这个愚蠢的方案就是优秀的方案了，还是得具体问题具体分析。来源：仿真与工程
