一种合流三通空腔出入口压力损失的计算方法技术

本发明专利技术涉及流体压力损失技术领域，公开了一种合流三通空腔出入口压力损失的计算方法，步骤为1，设定包括直角合流状态和平角合流状态；2，把合流三通空腔平分为两个假想的第一分空腔和第二分空腔，3，计算两个假想分空腔在突扩处的压力损失，4，计算两个假想分空腔由流体转弯引起的压力损失，5，求得未修正的总压力损失，6，求得修正后的（平角状态）总压力损失，6，代入平角与直角转换修正系数求得直角状态修正后总压力损失，本发明专利技术可以有效预测合流三通空腔出口、入口端之间的压力损失，且在相当范围内具有良好的准确性，另使用计算公式对合流三通空腔内压力损失进行理论层次的描述，能有效反映合流三通空腔压力损失的变化规律。效反映合流三通空腔压力损失的变化规律。效反映合流三通空腔压力损失的变化规律。

【技术实现步骤摘要】
一种合流三通空腔出入口压力损失的计算方法


[0001]本专利技术属于流体压力损失
，具体涉及一种合流三通空腔出入口压力损失的计算方法。

技术介绍

[0002]随着空腔楼盖排烟技术的不断完善，技术中出现各式各样的排烟空腔或其他流体流动空腔，且由于空腔的复杂性，常规计算方法难以计算复杂空腔的压力损失，导致空腔楼盖排烟或流体流动系统对数值软件的依赖性较强，且无法有效的反映空腔内流体压力损失的变化规律。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种合流三通空腔出入口压力损失的计算方法，以解决上述问题。
[0004]一种合流三通空腔出入口压力损失的计算方法，计算步骤如下，
[0005]步骤1，设合流三通空腔为立方体结构，合流三通空腔的任意三面分别设有第一端口、第二端口和第三端口，第一端口与第二端口之间构成夹角为平角，第三端口与第一端口、第二端口之间构成夹角均为直角，针对流体从合流三通空腔不同管道流出分为平角合流三通空腔状态或直角合流三通空腔状态，其中流体从第一端口或第三端口合流出属于平角合流三通空腔状态，流体从第二端口或第三端口合流出属于直角合流三通空腔状态；
[0006]步骤2，计算合流三通空腔的压力损失，首先以第二端口为中点把三通空腔平分为两个假想的第一分空腔和第二分空腔；
[0007]步骤3，利用流体力学标准公式分别计算两个假想分空腔在突扩处的压力损失；
[0008]步骤4，利用差分原理分别计算两个假想分空腔由流体转弯引起的压力损失；
[0009]步骤5，求得第一分空腔未修正的总压力损失和第二分空腔未修正的总压力损失；
[0010]步骤6，代入合流三通压力损失修正系数求得第一分空腔修正后的总压力损失和第二分空腔修正后的总压力损失，即为平角合流三通空腔状态的第一分空腔修正后的总压力损失和第二分空腔修正后的总压力损失；
[0011]步骤7，把步骤6求得总压力损失代入平角与直角合流三通空腔转换修正系数可得直角合流三通空腔状态的第一分空腔修正后的总压力损失和第二分空腔修正后的总压力损失。
[0012]进一步，所述第一端口、第二端口和第三端口均表示多根管道的集合。
[0013]进一步，步骤3中，所述第一假想分空腔的突扩处压力损失的表达式为：
[0014][0015]所述第二假想分空腔的突扩处压力损失的表达式为：
[0016][0017]其中，ΔP'
tp(ex)1
定义第一假想分空腔突扩处的压力损失，ΔP'
tp(ex)2
定义第二假想分空腔突扩处的压力损失；α
ex
为突扩处局部阻力系数；n
ex
为流体流入端口处安装的管道数量，为修正系数，ρ为流体密度，g为重力加速度，u
tp1
为第一端口的单个管道中流体的平均流速，u
tp2
为第二端口的单个管道中流体的平均流速，A1为与第一端口相连接的第一假想分空腔端面等流速当量圆面积或与第二端口相连接的第二假想分空腔端面等流速当量圆面积，A2为第一端口或第二端口中的单根管道的等流速当量圆面积，tp为标识符。
[0018]进一步，步骤4中，第一假想分空腔由流体转弯引起的压力损失的表达式为：
[0019][0020]第二假想分空腔由流体转弯引起的压力损失的表达式为：
[0021][0022]其中，ΔP'
tp(bd)1
为第一端口不等截面转角处的压力损失，ΔP'
tp(bd)2
为第二端口不等截面转角处的压力损失，ΔP'
tp(bd)11
为第一端口截面总面积的等流速当量面积计算所得等截面转弯的压力损失，ΔP'
tp(bd)12
为第一端口压力损失时，以流出端总面积一半的等流速当量面积计算所得等截面转弯的压力损失，ΔP'
tp(bd)21
为第二端口截面总面积的等流速当量面积计算所得等截面转弯的压力损失，ΔP'
tp(bd)22
为第二端口压力损失时，以流出端总面积一半的等流速当量面积计算所得等截面转弯的压力损失，bd为标识符。
[0023]进一步，步骤5中，第一假想分空腔未修正的总压力损失的表达式为：
[0024]ΔP'
tp1
＝ΔP'
tp(ex)1
+ΔP'
tp(bd)1
；
[0025]第二假想分空腔未修正的总压力损失的表达式为：
[0026]ΔP'
tp2
＝ΔP'
tp(ex)2
+ΔP'
tp(bd)2
；
[0027]其中，ΔP'
tp1
为第二端口的未修正总压力损失，ΔP'
tp2
为第二端口的未修正总压力损失。
[0028]进一步，步骤6中，第一分空腔修正后的总压力损失表达式：
[0029][0030]第二分空腔修正后的总压力损失表达式为；
[0031][0032]其中，ΔP
tp1
为第一端口修正后的总压力损失，ΔP
tp2
为第二端口修正后的总压力损失，α
tp1
为第一端口压力损失修正系数，α
tp2
为第二端口压力损失修正系数。
[0033]进一步，步骤7中，合流三通空腔状态的第一分空腔修正后的总压力损失表达式
为：
[0034]ΔP
tpa直
＝ΔP
tp1
·
α
tpa1
；
[0035]合流三通空腔状态的第二分空腔修正后的总压力损失表达式为：
[0036]ΔP
tpa角
＝ΔP
tp2
·
α
tpa2
；
[0037]其中，α
tpa1
为第一端口的压力损失修正系数，α
tpa2
为第二端口的压力损失修正系数。
[0038]与现有技术相比较本专利技术的优点如下：
[0039]本专利技术通过对现有合流三通空腔进行平分处理并分别计算分空腔压力损失，对分空腔压力损失进行耦合修正，有效的预测合流三通空腔出口、入口端之间的压力损失，并反映合流三通空腔压力损失的变化规律。与现有实验结果对比表明，本专利技术在相当范围内具有良好的准确性，能在理论公式层面对合流三通空腔压力损失行为进行描述。
附图说明
[0040]图1为本专利技术实施例的平角合流三通空腔状态示意图；
[0041]图2为本专利技术实施例的直角合流三通空腔状态示意图；
[0042]图3为本专利技术实施例的将平角合流三通空腔平分为两分空腔示意图。
[0043]附图标记：
[0044]1、第一端口；2、第二端口；3、第三端口；4、第一分空腔；5、第二分空腔；6、管道。
具体实施方式
[0045]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种合流三通空腔出入口压力损失的计算方法，其特征在于，计算步骤如下，步骤1，设合流三通空腔为立方体结构，合流三通空腔的任意三面分别设有第一端口、第二端口和第三端口，第一端口与第二端口之间构成夹角为平角，第三端口与第一端口、第二端口之间构成夹角均为直角，针对流体从合流三通空腔不同管道流出分为平角合流三通空腔状态或直角合流三通空腔状态，其中流体从第一端口或第三端口合流出属于平角合流三通空腔状态，流体从第二端口或第三端口合流出属于直角合流三通空腔状态；步骤2，计算合流三通空腔的压力损失，首先以第二端口为中点把三通空腔平分为两个假想的第一分空腔和第二分空腔；步骤3，利用流体力学标准公式分别计算两个假想分空腔在突扩处的压力损失；步骤4，利用差分原理分别计算两个假想分空腔由流体转弯引起的压力损失；步骤5，求得第一分空腔未修正的总压力损失和第二分空腔未修正的总压力损失；步骤6，代入合流三通压力损失修正系数求得第一分空腔修正后的总压力损失和第二分空腔修正后的总压力损失，即为平角合流三通空腔状态的第一分空腔修正后的总压力损失和第二分空腔修正后的总压力损失；步骤7，把步骤6求得总压力损失代入平角与直角合流三通空腔转换修正系数可得直角合流三通空腔状态的第一分空腔修正后的总压力损失和第二分空腔修正后的总压力损失。2.根据权利要求1所述的合流三通空腔出入口压力损失的计算方法，其特征在于，所述第一端口、第二端口和第三端口均表示多根管道的集合。3.根据权利要求2所述的合流三通空腔出入口压力损失的计算方法，其特征在于，步骤3中，所述第一假想分空腔的突扩处压力损失的表达式为：所述第二假想分空腔的突扩处压力损失的表达式为：其中，ΔP'
tp(ex)1
定义第一假想分空腔突扩处的压力损失，ΔP'
tp(ex)2
定义第二假想分空腔突扩处的压力损失；α
ex
为突扩处局部阻力系数；n
ex
为流体流入端口处安装的管道数量，为修正系数，ρ为流体密度，g为重力加速度，u
tp1
为第一端口的单个管道中流体的平均流速，u
tp2
为第二端口的单个管道中流体的平均流速，A1为与第一端口相连接的第一假想分空腔端面等流速当量圆面积或与第二端口相连接的第二假想分空腔端面等流速当量圆面积，A2为第一端口或第二端口中的单根管道的等流速当量圆面积，
tp
为标识符。4.根据权利要求2所述的合流三通空腔出入口压力损失的计算方法，其特征在于，步骤4中，第一假想分空腔由流体转弯引起的压力损失的表达式为：第二假想分空腔由流体转弯引起的压力损失的表达式为：
其中，ΔP'

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，古傲林，王昕鹤，刘伟鑫，黄嘉莉，尤培圳，高亮，朱恒，孟子扬，王姗姗，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：