微通道直角突缩弯道气体流阻特性

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1、2013年7月北京航空航天大学学报July2013第39卷第7期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsVot．39No．7微通道直角突缩弯道气体流阻特性曹娇坤丁水汀杜发荣(北京航空航天大学航空发动机气动热力重点实验室，北京100191)摘要：采用有限体积方法，研究了矩形截面微通道直角突缩弯道局部流场及压损失机理，重点考虑了雷诺数和弯道进出口截面面积比对局部流场及压力损失的影响，雷诺范围为1—200，特征尺寸为500Ixm．研究表明，低雷诺数时压力损失主要由壁面摩擦产生，道压力损失系数与具有相同中

2、心线长度的直通道的压力损失系数变化趋势相同，但在数值较小，突缩弯道会引起弯道内速度型发生变化，影响弯道压力损失；而高雷诺数时，压力损失要由弯道内角位置的速度分离及漩涡产生，突缩弯道会抑制速度分离及漩涡产生，进而降低道压力损失．根据计算结果，拟合了弯道压力损失系数与雷诺数及进出口截面面积比的关武．关键词：弯道损失；微通道；突缩弯道；压力损失系数中图分类号：TK124文献标识码：A文章编号：1001—5965(2013)07-0885-05Pressurelossesingasflowthroughsuddencontractivesharpbendsinmicroc

3、hannelsCaoJiaokunDingShuitingDuFarong(NationalKeyLaboratoryonAero—Engines，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)Abstract：Flowsthroughsudden—contractivesharpbendsinrectangularcross-sectionmicrochannelswerestudiedbyusingfinitevolumemethod．Specifically，theeffe

4、ctsofReynoldsnumberandcross-sectionareara—rioonlocalflowpatternsandbendpressurelosseswereinvestigated．Reynoldsnumberrangesfrom1to200andthecharacteristiclengthis500“m．SkinfrictionsmainlycontributetothepressurelossesatlowReynoldsnumberswhileflowseparationandvoaicesdominatethelossesathig

5、hReynoldsnumbers．ForlowReynoldsnumbers，thevariationofbendpressurelosscoefficientwithReynoldsnumberissimilartothelossofastraightchannelwiththesamecenter—linelength，butthebendlosshasasmallervalue．Thesudden—contractivecrosssectioninhibitstheflowseparationathighReynoldsnumberandreducesthe

6、pressureloss．Thevelocitypro—filesatthecrosssectionofthebendwereaffectedbythecontraction．CorrelationsofpressurelosscoefficientasafunctionofReynoldsnumberandcross-sectionarearatiowerefitted．Keywords：bendpressureloss；microchannel；suddencontractivebend；pressurelosscoefficient微通道流动应用于很多领域，

7、已有很多研究者对微通道流动的流阻特性进行了大量研究¨。1．大部分研究将研究对象集中在通道的沿程损失上，对于微通道弯道局部压力损失的研究相对较少．与常规尺寸的管道流动相比，微通道流动具有尺寸小、流量小的特点．由于尺寸原因，对于弯道局部流场的测试受到限制，CFD(ComputationalFluidDynamics)方法是获取局部流场信息的重要工具．文献[4]采用实验方法研究了微通道弯道及三通道的压力损失，认为在弯道处会产生二次流，增大压力损失．但由于测试手段限制，无法证收稿日期：2012-07-26；网络出版时间：2013-07-1209：56网络出版地址：WWW．

8、cnki．