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FLUENT螺旋管道阻力系数计算案例

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1 前言

本案例还是《internal flow system》的阻力件阻力系数的计算案例之一，《internal flow system》的阻力系数计算方法有class1-class3三个等级，实践可靠性越来越低，读者朋友若要用这本书的阻力件作为FLUENT学习案例练手，可考虑前面两个等级，特别是class1有足够的实验数据支撑。

2 建模与网格

建立如下的螺栓管道，其中螺旋中径D=100mm，螺距P=50mm，圈数n=5，管道水力直径di=20mm，内部介质为空气，密度和粘度采用FLUENT默认值。

采用FLUENT-meshing模块划分多面体网格，节点数515209，最小正交质量0.84。

3 边界条件与设置

采用SST k-ω湍流模型。

入口采用速度入口，流速15m/s，湍流参数采用湍流强度和水力直径，分别为4.62%和0.02。

出口采用压力出口，湍流参数采用湍流强度和水力直径，分别为4.62%和0.02。

壁面采用无滑移光滑壁面，不考虑表面粗糙度的影响。

其他设置采用默认即可。

4 计算结果

读取进出口的平均压力（静压），为了避免速度入口非充分发展设置对全压计算造成的影响，这里读取的是静压值作为压损的计算依据，实际上用全压更为合适。根据进出口压力降可求得基于平均速度的流动阻力系数kb=3.78。

采用《internal flow system》提供的计算方法如下，本案例的雷诺数Re=20537.61037，带入相关已知量，可求得基于平均速度的流动阻力系数kb=3.9。

可以看出，两种手段的计算结果相差3.17%，最后附上管道内空气的流线。

来源：仿真与工程

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首次发布时间：2023-07-05

最近编辑：1年前

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