理论教育 数值模拟结果与试验值的比较分析:一个案例研究

数值模拟结果与试验值的比较分析:一个案例研究

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:由图2.14可以看出计算所得到的气流速度分布趋势与试验值基本一致,只是出料直管右侧数值模拟值要比实测值稍大,而左侧数值模拟值比实测值小。A截面数值模拟值与实测值差距较大,B截面差距较小。左侧数值模拟值要比实测值小,是因为实际研制叶片式抛送装置试验台时,抛送叶轮外壳由上下两部分组成。可见,利用计算流体力学技术对叶片式抛送装置内气流流场进行数值模拟,其计算结果是可信的。

数值模拟结果与试验值的比较分析:一个案例研究

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图2.13 650r/min时各测点气流速度/风速对比图

当转速为650r/min时,图2.6中AB截面上DEF线(图2.7)的速度分布散点图如图2.13a~f所示,当转速为1050r/min时,图2.6中AB截面上DEF线的速度分布散点图如图2.14a~f所示,并与试验值进行了比较。由图2.14可以看出计算所得到的气流速度分布趋势与试验值基本一致,只是出料直管右侧数值模拟值要比实测值稍大,而左侧数值模拟值比实测值小。A截面数值模拟值与实测值差距较大,B截面差距较小。其中A截面中,D线上气流速度差距较小,E线次之,F线差距较大。转速为1050r/min时,数值模拟值与实测值差距要比转速为650r/min时稍大。

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图2.13 650r/min时各测点气流速度/风速对比图(续)

右侧数值模拟值要比实测值稍大是由于数值模拟忽略了紧固件、零件连接处的微小缝隙以及空气的泄漏。左侧数值模拟值要比实测值小,是因为实际研制叶片式抛送装置试验台时,抛送叶轮外壳由上下两部分组成。当叶轮旋转时,叶轮外壳的上下两块侧板在靠近转轴中心处由于气流吸力向内侧发生弯曲变形,使间隙增大,致使实际从转轴中心处间隙进入的气流量增大,导致出料直管与轴心较近的左侧的气流速度实测值比模拟值大。A截面由于位置较低,与叶轮及轴心较近,所以左侧数值模拟值与实测值差距较大,B截面由于位置较高,与叶轮及轴心较远,所以左侧数值模拟值与实测值差距较小。靠进料口一侧由于侧板中间无支承致使转轴中心处的弯曲变形较大,进入的气流量较多,所以F线上模拟值与实测值差距较大。叶轮转速越高,靠近转轴中心处气流吸力越大,实际从轴心处进入的气流量越大,这就是转速为1050r/min时数值模拟值与实测值差距要比转速为650r/min时大的原因。(www.daowen.com)

综上所述,除了A截面F线上气流速度模拟值与实测值差距较大外,其他测点模拟与实测值相对误差均在10%以内,可见计算模拟结果是合理可信的。

其他参数和工况下的数值计算结果和实测结果相对误差也均未超过10%(验证方法同上,略)。可见,利用计算流体力学技术对叶片式抛送装置内气流流场进行数值模拟,其计算结果是可信的。为后续预测物料流的运动提供了可视化依据,同时可以利用这种“数值试验”以最小的代价对流场特性进行优化分析。

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图2.14 1050r/min时各测点气流速度/风速对比图

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