[发明专利]一种基于流场数值计算的气流均布方法

摘要

本发明公开了一种基于流场数值计算的气流均布方法，在常规喇叭口内设置梯形蜂巢结构导流栅格，气流经过导流栅格由较窄的截面通道进入宽截面通道，结合流场的数值模拟，计算获得气流流经导流栅格的流场分布，并获得各个栅格的流量分配，进而获得每个栅格通道气流量与平均流量的偏差，根据该偏差大小增加或减小梯形栅格的入口截面积，再次进行流场的数值模拟计算，经过若干次反复，可使各个栅格气体流量接近一致，从而可实现宽截面通道的流场均布。利用本发明所述一种基于流场数值计算的气流均布方法，可使目标截面上的流速偏差缩小到很低的范围，满足某些对流场均匀性要求较高的工程场合的需要，该方法具有有效性和可行性。

主权项

一种基于流场数值计算的气流均布方法，其特征在于：在进气喇叭口内设有梯形蜂巢结构导流栅格，梯形蜂巢结构导流栅格的上部、下部分别与进气喇叭口入口、进气喇叭口出口相连接，梯形蜂巢结构导流栅格由横向隔板与纵向隔板相互垂直交错而构成；所述横向隔板与纵向隔板的高度由喇叭口的高度决定，横向隔板与纵向隔板的上部到喇叭口入口截面的距离有高度差，具体高度差值根据喇叭口的尺寸大小确定，高度差值取1/20至1/10喇叭口高度，所述横向隔板与纵向隔板的下部分别与喇叭口出口截面高度保持一致；所述横向隔板间间距与纵向隔板间间距在喇叭口出口截面处保持不变；所述横向隔板间距与纵向隔板间距在喇叭口入口截面处的设置，则根据实际的气流均匀性要求，利用流场数值模拟计算得出的喇叭口出口横截面的气流流量分布情况，对喇叭口入口横截面各区域的面积进行反馈调节，所述反馈调节方法具体如下：1)对喇叭口内部区域进行均匀分割：将喇叭口内部区域通过m个纵向隔板均分为m+1个横向区域，通过在m+1个横向区域内分别设置n个横向隔板，将每个横向区域均分为n+1个纵向区域，纵向隔板与横向隔板将喇叭口内部区域均匀分割为(m+1)*(n+1)个梯形蜂巢结构导流栅格；所述m、n的取值为大于等于2的整数；同时喇叭口入口截面与出口截面也被均分为m+1条横向区域，且各横向区域又被均分为n+1个纵向区域，共计(m+1)*(n+1)块区域；所述横向与纵向隔板数量或梯形蜂巢结构导流栅格的数目的设定，是根据对流场均匀性的要求来确定的，其数目越多，可实现的均匀性越高；2)对喇叭口出口截面的流量分布进行统计：气流经过由纵向隔板和横向隔板垂直交错构成的梯形蜂巢结构导流栅格，由喇叭口入口窄截面通道进入喇叭口出口宽截面通道，利用流场的数值模拟，计算获得气流流经导流栅格的流场分布，并获得各个栅格的流量分配，得出喇叭口出口截面(m+1)*(n+1)块小区域的流量分布和平均流速；3)调节喇叭口入口截面处m+1条横向区域的面积：根据2)中喇叭口出口截面各小区域的流量分布情况，分别统计喇叭口出口截面的m+1条横向区域的流量值和平均流量，进而获得每条横向区域的气流量与平均流量的偏差，如果某条横向区域的流量大于平均流量，则减小该横向区域所对应的喇叭口入口截面横向区域的面积，反之，则增大其所对应的喇叭口入口截面横向区域的面积；喇叭口入口截面m+1条横向区域的面积的调节，是通过调节m个纵向隔板的上部的位置来实现的；反复此过程若干次，直到 喇叭口出口截面各条横向区域的流量分布趋于均匀一致，并固定好纵向隔板的位置；4)调节喇叭口入口截面(m+1)*(n+1)块小区域的面积：再次对喇叭口出口截面(m+1)*(n+1)块小区域的流量分布进行统计，进而获得每个区域气流量与平均流量的偏差，如果某个小区域的流量小于平均流量，则增大该区域所对应的喇叭口入口截面区域的面积，反之，则减小其所对应的喇叭口入口截面区域的面积；其中，喇叭口入口截面各块区域面积的调节，是通过调节各条横向区域内的n个横向隔板的上部的位置，同时保持各纵向隔板位置不变来实现的；反复此过程若干次，最终可使各个栅格气体流量接近一致，从而可实现喇叭口出口宽截面通道的流场均布。