FLUENT带弯头管段测压问题

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1 前言

本案例来自于如下的设计，需要测量一根内径17mm的管道的设备出口的压力。由于受某些其他因素的影响，设备出口连接了一个90°弯头，引压管（内径8mm）从弯头内测下游约20mm处连接。实测发现该处的压力比主管道下游某个位置的压力低，笔者认为由于弯头的内侧压力比外侧压力低，而引压点又靠近弯头内侧，确实有可能出现该现象。今天，我们用一个简单的案例做个定性的演示。

2 建模与网格

建立如下的二维平面模型，主管道内径17mm，在90°弯头的内外侧下游布置了4个测压点，其中两个测压点靠近弯头，另外两个相对远离弯头。这里为了尽可能模拟实际的情况，将部分引压管段也建模。由于引压管是死管段，内部的介质是不流动的。

3 边界条件与设置

选择SST-ω湍流模型。

介质设置为常温空气，物性按软件默认即可。

入口设置为速度入口，流速8m/s。

出口设置为压力出口，表压为0Pa。

创建如图所示的a、b、c、d四个点，便于监测引压管末端的压力。

其他设置默认，稳态求解。

4 计算结果

管道的空气速度分布如下图，可以看出速度偏流向弯头外侧。另外，引压管内与主管道连接点附近有一定的流速，说明引压管需要一定的长度，不然实际情况下测的压力应该会有较为频繁的波动。

管道的空气静压分布如下图，可以看出弯头内侧的压力显著低于外侧，这种趋势延申到下游一定距离。

最后，我们看一下四个监测点的静压值。可以看出越靠近弯头，内外侧的压力值相差越大；而距离弯头足够远时，基本一致了，比如a点和b点，两者压力相差6%。c点的压力小于下游a点的压力，这和本文开头所述的问题一致，另外由于本案例的管道背压为0，c点甚至为负压力了。本案例也说明了，要准确测量管道的压力，需要在足够长的直管段上引压。

来源：仿真与工程

湍流焊接

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首次发布时间：2023-07-05

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