擴(kuò)散器角度對流體流動能量損失的研究.pdf

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1、設(shè)計(jì)、D研究、分析I2o16~,5．MesignResearch&Analys~●,擴(kuò)散器角度對流體流動能量損失的研究術(shù)曹嘉佳(蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系，江蘇蘇州215123)摘要：空氣動力特征，例如空氣分流現(xiàn)象，壓力和阻力，都對賽車行駛過程中的燃料消耗的經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行的平穩(wěn)性有著重要影響。本文主要針對擴(kuò)散器的錐角大小進(jìn)行研究。通過改變擴(kuò)散器角度的大小調(diào)節(jié)汽車行駛時(shí)車身遇到的阻力以及能量的損失，采用實(shí)驗(yàn)和CFD(ComputationalFluidDynamic)數(shù)值模擬兩種方式對三個(gè)不同角度(5。，24。．60。)的擴(kuò)散器進(jìn)行研究。通過比較實(shí)驗(yàn)與模擬結(jié)果顯示，P

2、RC壓力恢復(fù)系數(shù)隨著擴(kuò)散器角度的減小而增大。當(dāng)角度在5。時(shí)，空氣在擴(kuò)散器內(nèi)能量損失最少，這時(shí)擴(kuò)散器發(fā)揮最佳性能。關(guān)鍵詞：擴(kuò)散器錐角能量損失數(shù)值模擬中圖分類號：TK41文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1002—6886(2016)05—0071—04TheinfluenceofdifuserangleonthefluidenergylossCAOJiajiaAbstract：Theaerodynamiccharacteristics，suchassplit—flow，pressureanddrag，wouldsignificantlyinfluencethefuelconsumpt

3、ionandstabilityoftheracingcar．Inthisstudy，weanalyzedtheinfluenceofthediffuserangleonthedragandtheenergylossofthecarthroughexperimentandCFDnumericalsimulationofthreediffuserswithdifferentangles(5。，24。，60。)．Theresultsshowedthat，thepressurerecoverycoeficient(PRC)increasedwiththedecreaseofthe

4、diffuserangle．Whentheanglewas5。，theenergylossinthediffuserwasthelowest，andthediffuserdisplayedthebestperformance．Keywords：diffuser，angle，energyloss，numericalsimulation擴(kuò)散器作為一種重要的裝置被用于各行各的減少．空氣阻力和升力越小，從而使汽車具有更優(yōu)業(yè)?。在F1方程式賽車上。J，n方程式賽車車的平穩(wěn)性，但是7。以下這個(gè)范圍還是很廣，擴(kuò)散器尾的擴(kuò)散器，賽車在高速彎道行駛時(shí)，通過使用擴(kuò)散角度的選擇性很多，始終沒有

5、確定最優(yōu)的擴(kuò)散器角器來避免空氣的分流現(xiàn)象并且減小空氣流通的阻力度值。本次研究是對三個(gè)不同角度的擴(kuò)散器(5。，和空氣的升力，從而降低流通中的能量損失來控制24。，60。)來進(jìn)一步驗(yàn)證之前的結(jié)果，并且更加精確賽車行駛過程中的平穩(wěn)性和燃料燃燒的經(jīng)濟(jì)的找出能達(dá)到擴(kuò)散器最優(yōu)效果的錐角讀數(shù)。性一71。2011年吉林大學(xué)通過計(jì)算機(jī)流體數(shù)值模1實(shí)驗(yàn)說明及步驟擬的方法對5個(gè)不同角度的擴(kuò)散器(0。，3。，6。，9．8。，12。)進(jìn)行研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明空氣的阻力特征由圖1可以得隨著擴(kuò)散器角度的減小先增加后減小[81。2014年出，這個(gè)擴(kuò)散器由印度的維斯瓦力亞大學(xué)通過CFD方法分析研究三部分組成

6、：進(jìn)氣(7。，8。，9。，10。)四個(gè)不同角度的擴(kuò)散器，結(jié)果與吉管，中部錐形管，出林大學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同，但他們得出在7。時(shí)，流體氣管。d是擴(kuò)散器圖1錐形擴(kuò)散器平面圖沒有分流現(xiàn)象，所以此時(shí)能量損失最少。所以他進(jìn)口直徑；D是擴(kuò)們認(rèn)為擴(kuò)散器角度在7。以下的角度能發(fā)揮擴(kuò)散器散器出口直徑；是自由流體的速度；在擴(kuò)散器下的最大效率。之前的實(shí)驗(yàn)都驗(yàn)證了隨著擴(kuò)散器角度方有兩個(gè)壓力計(jì)，短的一根壓力計(jì)是用來測試進(jìn)口觀弋’Modern刪Machiner，①與出口②之問的壓力(P：)，長壓力管是用來測試(5。，24。，60。)來測試空氣流過擴(kuò)散器的流體參數(shù)變外界大氣P。和進(jìn)氣口①問壓力(P)?；?。

7、表1收集了實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)。同一個(gè)錐角擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)步驟：1)選擇三個(gè)不同角度的擴(kuò)散器：5。，器，通過控制進(jìn)口流體的速度大小來監(jiān)測記錄下壓24。，60。。2)測量并記錄下進(jìn)口管上的監(jiān)測點(diǎn)到中力的變化，根據(jù)計(jì)算所得壓力差來計(jì)算出壓力恢復(fù)部錐形管的距離。3)檢測設(shè)備上水泡的位置，為了系數(shù)(P尺c)值。根據(jù)所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出擴(kuò)散器錐角確保實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性，調(diào)節(jié)兩個(gè)旋鈕使水泡移動到容器和雷諾數(shù)對流體運(yùn)動中能量損失的關(guān)系(圖2)。中部。4)打開進(jìn)氣開關(guān)調(diào)到最大速度。5)等待一表1實(shí)驗(yàn)結(jié)果分鐘，直到壓力表中流體趨于穩(wěn)定，記錄下兩個(gè)壓力數(shù)值(由于度數(shù)誤差，記