FLUENT歧管均匀性提升简单案例
之前我们写过一个关于歧管流量分配的案例，今天继续做一个分流型的歧管案例。对于歧管而言，需要对其结构进行特殊设计才能保证气流具有较好的均匀性。对于该设计工作，采用CFD计算是非常合适的。
建立两个分流型歧管，母管直径Φ100mm，总长1000mm，支管直径Φ40mm，共有5个支管，中心间距150mm，最后一个支管中心距离母管末端100mm，各支管长度300mm。为了尝试提高均匀性，另外一个歧管的母管采用变截面设计，沿流动方向上截面直径逐渐减小，末端直径Φ35mm，其余尺寸不变。采用fluent meshing模块对歧管划分多面体网格。
等截面母管和变截面母管两种歧管的静压和速度分布如下图，第一种情况下，沿母管流动方向静压有增大的趋势，这会造成后面支管的流量大于前面的支管，不过从静压分布和速度分布来看，这个歧管的均匀性应该还是挺好的了。而采用变截面母管后，母管流动方向上的静压并非呈现逐渐增大的趋势，这通常对于提高歧管的均匀性是有利的。 我们再看一下各个支管的流量分配情况，如下图，其中黑色虚线表示完全均匀的流量分配。等截面母管各个支管的流量随流动方向有增大趋势，最后两个支管的流量相差不大。变截面母管各个支管的流量随流动方向先减小后增大，这种流量分配趋势并不是一定的，跟歧管的结构特别是母管的尺寸和支管的尺寸具有密切的关系，这通常就是歧管设计的核心内容。 另外，我们根据参考文献定义如下的流量不均匀系数（原谅我直接截图），该系数的最小化可作为歧管均匀性设计的优化依据。等截面母管和变截面母管两种情况下，歧管的流量不均匀系数分别为0.00994和0.00726，前者的流量不均匀系数相对后者偏大36.9%。
[1]Jafar M. Hassan, et al. Modeling the Uniformity of Manifold with Various Configurations[2]C.-C. Wang, et al. Characteristics of flow distribution in compact parallel flow heat exchangers, part I: typical inlet header著作权归作者所有，欢迎分享，未经许可，不得转载
首次发布时间：2023-07-05
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