计算流体力学螺旋管分析报告
流体力学实验报告分析讨论
工程流体力学及水力学实验报告及分析讨论实验二不可压缩流体恒定流能量方程（伯诺利方程）实验实验原理在实验管路中沿管内水流方向取n个过断面。
可以列出进口断面(1)至另一断面(i)的能量方程式(i=2,3,……,n)取a1=a2=…an=1，选好基准面，从已设置的各断面的测压管中读出值，测出通过管路的流量，即可计算出断面平均流速v及，从而即可得到各断面测管水头和总水头。
成果分析及讨论1.测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？测压管水头线（P-P）沿程可升可降，线坡J P可正可负。
而总水头线（E-E）沿程只降不升，线坡J 恒为正，即J>0。
这是因为水在流动过程中，依据一定边界条件，动能和势能可相互转换。
测点5至测点7，管收缩，部分势能转换成动能，测压管水头线降低，Jp>0。
测点7至测点9，管渐扩，部分动能又转换成势能，测压管水头线升高，J P<0。
而据能量方程E1=E2+h w1-2, h w1-2为损失能量，是不可逆的，即恒有h w1-2>0，故E2恒小于E1，（E-E）线不可能回升。
(E-E) 线下降的坡度越大，即J越大，表明单位流程上的水头损失越大，如图2.3的渐扩段和阀门等处，表明有较大的局部水头损失存在。
2.流量增加，测压管水头线有何变化？为什么？有如下二个变化：（1）流量增加，测压管水头线（P-P）总降落趋势更显著。
这是因为测压管水头，任一断面起始时的总水头E及管道过流断面面积A为定值时，Q增大，就增大，则必减小。
而且随流量的增加阻力损失亦增大，管道任一过水断面上的总水头E相应减小，故的减小更加显著。
（2）测压管水头线（P-P）的起落变化更为显著。
因为对于两个不同直径的相应过水断面有式中为两个断面之间的损失系数。
管中水流为紊流时，接近于常数，又管道断面为定值，故Q增大，H亦增大，（P-P）线的起落变化就更为显著。
3.测点2、3和测点10、11的测压管读数分别说明了什么问题？测点2、3位于均匀流断面（图2.2），测点高差0.7cm，H P=均为37.1cm（偶有毛细影响相差0.1mm），表明均匀流同断面上，其动水压强按静水压强规律分布。
流体漩涡演示实验报告
一、实验目的1. 了解流体漩涡的形成机理和影响因素。
2. 通过实验观察漩涡的产生、发展和消散过程。
3. 掌握实验操作技能，提高实验观察和分析能力。
二、实验原理流体漩涡是流体在运动过程中，由于流线弯曲、压力变化等因素，使流体产生旋转运动的一种现象。
当流体流经弯曲管道或遇到突变的边界时，容易产生漩涡。
本实验通过观察水流在圆形管道中流动产生的漩涡，分析漩涡的形成机理和影响因素。
三、实验器材1. 圆形管道（直径约10cm，长度约50cm）2. 水龙头3. 水槽4. 实验台5. 摄像机6. 计时器四、实验步骤1. 将圆形管道水平放置在实验台上，一端连接水龙头，另一端连接水槽。
2. 打开水龙头，调节水流速度，使水流在圆形管道中稳定流动。
3. 观察并记录水流在圆形管道中的流动状态，特别注意观察漩涡的产生、发展和消散过程。
4. 使用摄像机记录漩涡现象，以便后续分析。
5. 改变实验条件，如改变水流速度、管道直径等，观察漩涡现象的变化。
五、实验结果与分析1. 实验观察结果表明，当水流在圆形管道中流动时，由于管道的弯曲，水流会产生旋转运动，形成漩涡。
2. 漩涡的形成与水流速度、管道直径等因素有关。
水流速度越大，漩涡越明显；管道直径越小，漩涡越容易形成。
3. 漩涡的发展过程包括形成、增长、稳定和消散四个阶段。
在漩涡形成阶段，漩涡中心区域的流速较大，边缘区域的流速较小；在漩涡增长阶段，漩涡的直径逐渐增大；在漩涡稳定阶段，漩涡的直径保持不变；在漩涡消散阶段，漩涡逐渐缩小直至消失。
4. 实验中，当改变水流速度或管道直径时，漩涡现象也随之发生变化。
如水流速度增大，漩涡更加明显；管道直径减小，漩涡更容易形成。
六、实验结论1. 流体漩涡是流体在运动过程中产生的一种旋转运动现象，其形成与水流速度、管道直径等因素有关。
2. 漩涡的发展过程包括形成、增长、稳定和消散四个阶段。
3. 通过观察和分析漩涡现象，可以了解流体运动的基本规律，为实际工程应用提供理论依据。
计算流体力学问题分析
11、设置求解初始值
选择solve—initialize—initialize命令，弹出solution initialization对话框，在compute from中在下拉条里选择all-zones，将initial values里的temperature改为350，点击init后可关闭。
12、求解
4、网络Байду номын сангаас比例缩放
在gambit中，生成网格使用的单位是mm，在FLUENT中默认单位是m，需要缩放。为此，选择grid—scale命令，在弹出的scale grid对话框中，在grid was created in下拉菜单中，选取mm，然后单击scale按钮。
5、采用能量方程
选择define—models—energy命令，弹出energy对话框，勾选energy equation。
c．重复以上步骤三次，在第三次时将Angle=30，这样一个周向 的螺旋管就做好了。
2、网格划分
a.在Mesh项下的Boundary Layer里选择Create Boundary Layer，将First Row设为1.25，Growth Factor设为1，Rows设为8，将5个面依次设定边界网格。
一问题分析同直管相比螺旋管由于弯曲通道内的流体受到了离心力的作用在螺旋管内的流道横截面上产生了二次回流管内的主流与二次回流的叠加使得流体在管内沿着管道轴向螺旋运动从而增强了换热效果
一、问题分析
同直管相比，螺旋管由于弯曲通道内的流体受到了离心力的作用，在螺旋管内的流道横截面上产生了二次回流，管内的主流与二次回流的叠加使得流体在管内沿着管道轴向螺旋运动，从而增强了换热效果。
螺杆受力分析报告
螺杆受力分析报告简介本文档旨在对螺杆的受力分析进行详细说明。
螺杆是一种常见的机械零件，其主要作用是传递力量或分离物体。
螺杆结构和工作原理螺杆由一个螺旋线形状的凸起称为“螺纹”环绕的圆柱体构成。
通常，螺杆与螺帽配合，螺帽上有与螺纹相配合的凹槽。
当螺杆转动时，螺纹将螺杆和螺帽拉近或推离，实现力量的传递或物体的分离。
螺杆的主要工作原理是借助螺旋线的斜面，在旋转时产生一个轴向的力，即“螺杆力”。
螺杆力的大小取决于螺杆的直径、螺距和旋转力矩。
螺杆的受力分析螺杆受力分析的目的是确定螺杆受到的各种力和扭矩，以确保螺杆的强度和稳定性。
螺杆受力分析包括以下几个方面：1. 螺杆力螺杆力是螺杆传递力量的关键因素。
它可以由以下公式计算得到：F = P / (π * d * p)其中，F为螺杆力，P为施加在螺杆上的力，d为螺杆直径，p为螺纹的螺距。
2. 温度影响温度变化会导致螺杆的长度发生变化，进而对螺杆产生额外的应力。
这种应力可以通过线膨胀系数来估计，并添加到螺杆受力分析中。
3. 材料强度螺杆的材料强度是螺杆设计的重要考虑因素之一。
常见的材料强度参数包括拉伸强度和屈服强度。
在螺杆受力分析中，需要确保螺杆在受到最大载荷时不会超过其材料强度的限制。
4. 扭矩螺杆受力分析还需要考虑扭矩对螺杆的影响。
扭矩是指施加在螺杆上的旋转力矩，可以导致螺杆产生扭转变形和应力。
结论螺杆受力分析是确保螺杆的强度和稳定性的重要过程。
通过计算螺杆力、考虑温度影响、材料强度和扭矩等因素，可以得到准确的螺杆受力分析结果，并为螺杆的设计和使用提供依据。
参考文献•Smith, G. (1995). Screw Extruders: Feeders, Melters, and Screws.Hanser Gardner Publications.请注意：本文档仅用于学术交流和参考，不针对具体的螺杆设计和使用情况。
如需具体应用，请咨询专业工程师。
关于螺旋管质量问题分析与处理报告
关于螺旋换热管质量问题报告近段时间车间反映水-水高温机组冷凝器内管---φ22×0.8螺旋管的出水端内孔严重压瘪变形，水路内孔径非常小，经过对现场机组的解剖，发现在螺旋管的出水端即φ22管端的螺旋尾端严重变形，而φ19管端的螺旋尾端基本没有异常变形或相对很小，经初步分析，主要原因如下：1、由于螺旋管工艺的特性，当高压氮气流经螺旋管时，由于流量大小和流动方向的改变引起了流速的重新分布并产生涡流，使得螺旋管外表面的承压能力非常小。
2、螺旋管的φ19管端的四头螺旋槽终止时比较平缓过渡，而螺旋管的φ22管端的四头螺旋起始位，由于螺旋管加工时的特殊性，其端部突变非常明显，其螺旋端口应力较集中，进行气密性检验时，由于气流的惯性，在管端突变的陡起处发生边界层脱离而形成旋涡，同时因为离心力的作用，突变处的压力陡增，在陡变处减速增压区内也会发生边界层脱离形成旋涡。
由于高压力的作用，耐压力降低，在气体流动中，突变部位的冲击力最大，管子不能马上适应这种高压力。
导致气流时突变处的阻力突然增加，局部压力突增，超过螺旋管表面承压力的屈服点，从而使得管端的螺旋尾槽顺延变形，而螺旋管内为正常大气压，其表面压力远小于管外所承受压的高压氮气压力，直至螺旋管严重变形，管内孔堵塞。
3、进行氟路气密性检验时，其检漏压力为“2.5-2.8”Mpa，压力相对较高，且打压时没有分段进行，特别是压力达到较高值时，导致瞬间压力过高，管壁各部位不能即刻适应其的压力变化，高压将螺旋管的出水端内孔严重压瘪变形4、进行变径三通焊接时，外管焊接的高温无形中对变径三通内的螺旋管端进行退火处理，使得螺旋管端部分材料软化；再加上高压氮气的作用，使得螺旋管端严重变形。
处理措施：1、针对已生产并焊接好集水管的换热器，为尽量降低损失，保证产品质量采取以下方法进行验证，再确认是否用于生产。
首先，分别对应换热器单元各出水管，在各集水管立管处用φ10-φ12的钻头分别进行打孔，再通过目视和采用φ6.35铜管能否插入法，逐个检查各出水内孔是否符合要求；若验证没有问题，则对集水管各钻孔进行补焊后投入使用；若出现变形严重，阻力较大的换热器单元，应分别予以更换，再对集水管进行补焊后投入使用。
物理实验水螺旋实验报告
物理实验水螺旋实验报告实验名称：水螺旋实验实验目的：通过观察水螺旋的形成过程和特性，探究其物理原理；通过实验数据的测量与分析，验证理论公式的有效性。
实验原理：当将流体（如水）从较高的容器倾斜注入到一个较低的容器中时，由于地球的自转，流体在流动过程中受到科里奥利力的影响产生一种螺旋状的流动，即水螺旋。
这是由于科里奥利力的作用使流体在北半球向右偏转，而在南半球向左偏转。
实验装置：实验装置主要由两个容器组成，一个较高的容器用于盛放流体，一个较低且呈倾斜的容器用于接收流体。
实验装置中还需要一台水泵用于提供流体，以及一些测量流体性质的仪器，如流量计、温度计等。
实验步骤：1. 将较高的容器用水泵注满水，并连接好流量计和温度计等测量仪器。
2. 将较低且倾斜的容器放置在水槽内，确保其接收口位于水槽边缘并与较高容器相连。
3. 测量并记录流体的初始体积、温度等性质。
4. 打开水泵，使水从较高容器倾斜注入到较低容器中，并记录注入水的时间。
5. 观察流体在较低容器中形成的水螺旋，并记录其特征（如高度、直径等）。
6. 停止水泵，断开流体通路，记录结束时的流体性质和时间。
实验数据处理与分析：1. 测量数据的处理：将实验过程中记录的流体体积、温度等数据整理成表格或图表形式，便于进一步计算和分析。
2. 理论公式的应用：根据实验原理推导出的理论公式，与实验测量数据进行比较和验证，并计算相关的物理参数。
3. 结果分析与讨论：根据实验数据和理论分析结果，对比实验结果与理论预期是否一致，讨论可能的误差来源及其影响程度。
4. 实验误差的分析：对实验中可能存在的误差进行分析和估计，例如仪器精度、操作误差、环境因素等。
5. 结论与讨论：总结实验结果，回答实验目的所提出的问题，并对实验过程中的问题及可能的改进方向进行讨论。
实验总结：通过水螺旋实验，我们探究了科里奥利力的作用机制，并通过实验数据的测量与理论分析验证了科里奥利力的存在与影响。
实验结果与理论预测较为吻合，说明实验过程中的测量和分析方法是准确和可靠的。
流体综合实验报告分析
一、实验背景流体力学是研究流体运动规律及其与固体壁面相互作用的科学。
随着工业、交通、建筑等领域的发展，流体力学在各个领域的应用越来越广泛。
为了提高学生对流体力学知识的理解和应用能力，我们进行了流体综合实验。
二、实验目的1. 掌握流体力学基本实验方法，提高实验操作技能。
2. 验证流体力学基本理论，加深对流体运动规律的理解。
3. 分析实验数据，提高数据处理和分析能力。
4. 培养团队合作精神和创新意识。
三、实验内容1. 流体静力学实验：通过测量液体静压强，验证不可压缩流体静力学基本方程，掌握用测压管测量液体静水压强的技能。
2. 流体阻力实验：测定流体流经直管、管件和阀门时的阻力损失，验证在一般湍流区内雷诺准数与直管摩擦系数的关系曲线。
3. 流体流动阻力测定实验：测定流体流经直管、管件和阀门时的阻力损失，验证在一般湍流区内雷诺准数与直管摩擦系数的关系曲线。
四、实验方法与步骤1. 流体静力学实验：使用液式测压计测量液体静压强，记录数据，分析结果。
2. 流体阻力实验：通过测量不同雷诺准数下的流体阻力，绘制雷诺准数与直管摩擦系数的关系曲线。
3. 流体流动阻力测定实验：通过测量不同管件和阀门处的阻力损失，分析流体流动阻力的影响因素。
五、实验结果与分析1. 流体静力学实验：实验结果表明，液体静压强与测压管深度成正比，验证了不可压缩流体静力学基本方程。
2. 流体阻力实验：实验结果表明，在一般湍流区内，雷诺准数与直管摩擦系数呈非线性关系，验证了雷诺准数与直管摩擦系数的关系曲线。
3. 流体流动阻力测定实验：实验结果表明，管件和阀门对流体流动阻力有显著影响，其中弯头、三通等管件对阻力的影响较大。
六、讨论与心得1. 通过流体静力学实验，我们深入理解了不可压缩流体静力学基本方程，为后续学习流体动力学奠定了基础。
2. 流体阻力实验和流体流动阻力测定实验使我们认识到，在工程实践中，流体阻力对设备性能和能耗有重要影响。
因此，在设计过程中，应充分考虑流体阻力因素，以提高设备性能和降低能耗。
流体力学实验报告总结与心得
流体力学实验报告总结与心得1. 实验目的本次流体力学实验的目的是通过实验方法，对流体的流动进行定性和定量分析，掌握基本的流体流动规律和实验操作技能。
2. 实验内容本次实验主要分为两个部分：流体静力学的实验和流体动力学的实验。
在流体静力学实验中，我们测定了液体的密度、浮力、压力与深度的关系，并验证了帕斯卡定律。
在流体动力学实验中，我们测量了流体在管道中的速度分布，获得了流速与压强变化的关系，并通过管道阻力的实验验证了达西定理。
3. 实验过程与结果在实验过程中，我们依次进行了密度的测量、液体的浮力测定、压力与深度关系的测定、流速分布的测量和管道阻力的实验。
通过各项实验得到的数据，我们进行了数据处理和分析，得出了相应的曲线和结论。
在密度的测量实验中，我们使用了称量器和容量瓶，通过测定液体的质量和体积，计算出了液体的密度。
在测量液体的浮力时，我们使用了弹簧测量装置，将液体浸入弹簧中，通过测量弹簧的伸长量计算出液体所受的浮力。
在压力与深度关系的测定实验中，我们使用了压力传感器和水桶，通过改变水桶的水深，测量压力传感器的输出信号，得出了压力与深度的关系曲线。
在流速分布的测量实验中，我们使用了流速仪和导管，将流速仪安装在导管中不同位置，通过读出流速仪的示数，绘制出流速与导管位置的关系曲线。
在管道阻力的实验中，我们通过改变导管的直径和流速，测量压力传感器的输入信号，计算出阻力与流速的关系。
4. 结论与讨论通过以上实验和数据处理，我们得出了以下结论：1. 密度的测量实验验证了液体的密度与质量和体积的关系，得到了各种液体的密度数值，并发现不同液体的密度差异较大。
2. 测量液体的浮力实验验证了浮力与液体所受重力的关系，进一步加深了我们对浮力的理解。
3. 压力与深度关系的测定实验验证了帕斯卡定律，即液体的压强与深度成正比，且与液体的密度无关。
4. 流速分布的测量实验揭示了流体在导管中的流动规律，得到了流速随着导管位置的变化而变化的曲线，为后续的流体动力学研究提供了基础。
计算流体力学实验报告
一、实验目的1. 了解计算流体力学的基本原理和方法；2. 掌握计算流体力学软件的使用方法；3. 通过实验验证计算流体力学在工程中的应用。
二、实验原理计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）是一种利用数值方法求解流体运动和传热问题的学科。
其基本原理是利用数值方法将连续的物理问题离散化，将其转化为求解偏微分方程组的问题。
在计算流体力学中，常用的数值方法有有限差分法、有限元法和有限体积法。
本实验采用有限体积法进行流体运动的数值模拟。
有限体积法将计算区域划分为若干个控制体，在每个控制体上应用守恒定律，将连续的偏微分方程转化为离散的代数方程组。
通过求解这些代数方程组，可以得到流体在各个控制体内的速度、压力和温度等参数。
三、实验内容1. 实验一：二维不可压缩流体的稳态流动模拟（1）实验目的：通过模拟二维不可压缩流体的稳态流动，验证计算流体力学在流体运动模拟中的应用。
（2）实验步骤：① 建立二维流场模型，包括进口、出口、壁面和障碍物等；② 划分计算区域，选择合适的网格划分方法；③ 设置边界条件和初始条件；④ 选择合适的数值方法和湍流模型；⑤ 运行计算流体力学软件，得到流场参数；⑥ 分析结果，绘制流线图、速度矢量图等。
（3）实验结果与分析：通过模拟二维不可压缩流体的稳态流动，得到流场参数，并绘制流线图、速度矢量图等。
根据实验结果，可以分析流场特征，验证计算流体力学在流体运动模拟中的应用。
2. 实验二：三维不可压缩流体的瞬态流动模拟（1）实验目的：通过模拟三维不可压缩流体的瞬态流动，验证计算流体力学在流体运动模拟中的应用。
（2）实验步骤：① 建立三维流场模型，包括进口、出口、壁面和障碍物等；② 划分计算区域，选择合适的网格划分方法；③ 设置边界条件和初始条件；④ 选择合适的数值方法和湍流模型；⑤ 运行计算流体力学软件，得到流场参数；⑥ 分析结果，绘制流线图、速度矢量图等。
计算流体力学试验报告
计算流体力学实验报告学院：城市轨道交通学院专业：建筑环境与设备工程学号：1242405026姓名：张伟计算流体力学实验报告--------Gambit及Fluent软件应用前言计算流体力学或计算流体动力学，英文Computational Fluid Dynamics，简称CFD,是用计算机和离散化的数值方法对流体力学问题进行数值模拟和分析的一个学科。
计算流体力学是目前国际的一个研究热点,是进行传热、传质、动量传递及燃烧、多相流和化学反应研究的核心和重要技术，广泛应用于航空、航天、兵器、船舶、汽车、环境、能源、医药、化工、机械、电子等诸多工程领域。
计算流体力学是用计算机和离散化的数值方法对流体力学问题进行数值模拟和分析的一个学科。
流体力学和其他学科一样，是通过理论分析和实验研究两种手段发展起来的。
很早就已有理论流体力学和实验流体力学两大分支。
理论分析是用数学方法求出问题的定量结果。
但能用这种方法求出结果的问题毕竟是少数，计算流体力学正是为弥补分析方法的不足而发展起来的。
而此次上机我们采用的便是利用Gambit软件建立模型并进行网格mesh划分，再使用Fluent软件设置边界条件后进行网格收敛计算。
问题介绍本问题是在在一个模拟正方体内，通过设置不同的进出口，来模拟正方体内的速度场。
通过对3个不同进出口方案的分析，找出最好的进出口设置方案。
前处理（Pro-processor）本题的处理模型是一个边长为2m的正方体，该立体空间处于稳定流动状态，如下图所示。
其中蓝色部分为该模型的入口（inlet），红色为该模型的出口（2个outlet），其余各部分均为墙体。
设置进口速度为0.4m/s，假设影响气流组织的因素有进风口位置、出风口位置、模型内的扰动等。
其中以送风口的空气射流及其参数对气流组织的影响最为重要。
现在计算模拟次数（2000次左右）一定的情况下，进出口质量流量差小于10^-5时，该模型的速度场等情况。
流体分析报告
流体分析报告1. 引言流体力学是研究流体的运动规律和力学性质的学科，广泛应用于各个领域，从航空航天、汽车工程到海洋工程、环境科学等等。
本报告旨在分析流体力学的基本概念和应用，并结合实际案例进行分析和讨论。
2. 流体的基本性质2.1 流体的定义流体是指物质在流动过程中没有固定形状的物质，主要包括液体和气体两种状态。
液体具有固定体积但没有固定形状，而气体则既没有固定的形状也没有固定的体积。
2.2 流体的基本性质流体的基本性质包括密度、压力、粘度和表面张力等。
密度是指单位体积内的质量，可用公式ρ = m/V计算，其中ρ表示密度，m表示质量，V表示体积。
压力是流体分子对容器壁面的作用力，可用公式P = F/A计算，其中P表示压力，F表示力，A表示作用面积。
粘度是流体内部分子间相互作用力的一种体现，决定了流体的黏性。
表面张力是指液体分子间的相互作用力在界面上的表现形式，可用公式F=γl计算，其中F表示表面张力，γ表示单位长度的表面张力系数，l表示长度。
3. 流体静力学3.1 流体静力学基本理论流体静力学研究的是处于静止状态下的流体，主要涉及流体压力、压力的传递、浮力和浸没物体的浮力等。
根据帕斯卡定律，流体在静止状态下，其压力相互传递，且在任何一点的压力都是相等的。
浮力是指物体在流体中受到的向上的推力，它的大小等于被物体浸没的液体的重量。
根据阿基米德定律，物体在液体中受到的浮力等于其排开的液体的重量。
3.2 流体静力学应用举例举例：一个浸没在水中的物体，其受到的浮力大小等于排开的水的重量。
假设物体的体积为V，密度为ρ，水的密度为ρ_0，那么浸没在水中的物体受到的浮力F_b可以计算为：F_b = V * (ρ_0 - ρ) * g其中g为重力加速度。
4. 流体动力学4.1 流体动力学基本理论流体动力学研究的是流体在运动状态下的力学性质，主要涉及速度场、流体流动的描述和分析等。
速度场描述了在空间中的每个位置上流体的速度分布，可以用流线和流管来表示。
螺旋钢管研究报告
螺旋钢管研究报告本文通过对螺旋钢管的制造工艺、性能和应用进行了系统的研究和分析，得出了以下结论：螺旋钢管具有优异的强度和耐腐蚀性能，广泛应用于油气输送、化工管道、城市供水等领域。
同时，本文还对螺旋钢管的制造工艺进行了探讨，提出了一些改进措施，以提高其生产效率和质量。
1. 引言螺旋钢管是一种具有特殊加工工艺的钢管，其制造工艺复杂，但具有许多优异的性能，被广泛应用于各个领域。
本文旨在对螺旋钢管进行系统的研究和分析，以期更好地了解其制造工艺、性能和应用。
2. 螺旋钢管的制造工艺螺旋钢管的制造工艺主要包括以下几个步骤：（1）钢板裁剪将钢板按照一定的尺寸进行裁剪，以便后续的卷制和焊接。
（2）卷制将裁剪好的钢板卷成一定的形状，然后通过焊接将其固定在一起。
（3）焊接将卷制好的钢板进行焊接，焊缝的质量直接影响到螺旋钢管的性能。
（4）除锈将焊接好的钢管进行除锈处理，以保证其表面光洁度。
（5）涂层对除锈后的钢管进行涂层处理，以提高其耐腐蚀性能。
3. 螺旋钢管的性能螺旋钢管具有以下优异的性能：（1）强度高螺旋钢管具有优异的强度，能够承受较大的载荷。
（2）耐腐蚀性能好螺旋钢管的表面经过了除锈和涂层处理，具有良好的耐腐蚀性能，能够适应恶劣的工作环境。
（3）密封性好螺旋钢管的焊缝质量好，密封性能良好，能够有效地防止泄漏。
4. 螺旋钢管的应用螺旋钢管被广泛应用于油气输送、化工管道、城市供水等领域。
具体应用如下：（1）油气输送螺旋钢管可用于输送石油、天然气等油气介质，具有良好的耐腐蚀性能和高强度，能够满足油气管道的要求。
（2）化工管道螺旋钢管可用于输送各种化工介质，如酸、碱、盐等，具有优异的耐腐蚀性能和密封性能，能够保证化工管道的安全运行。
（3）城市供水螺旋钢管可用于城市供水管道，具有良好的耐腐蚀性能和高强度，能够满足城市供水管道的要求。
5. 螺旋钢管的制造工艺改进为了提高螺旋钢管的生产效率和质量，我们提出了以下改进措施：（1）优化钢板裁剪工艺，减少浪费。
螺旋管换热器热工水力计算分析
阻力计算关系式 管 内： Ｚ Ｉ Ｐ＝１ ６ ０ １ ０ ｗ 管外壳程 ： ， Ｓ Ｐ ＝ ４ ６ ６ ３ 基于 Ｈ Ｔ Ｒ Ｉ 软件对双螺旋管型式 的换热器无法 进 行 换 热 能力 及 阻 力 计算 的原 因 ，模 拟 工 程 的实 际 工况 ， 进行 了该实验 。通过对该试验数据 的分析 ， 得 出了管外传热经验关系式和压降计算关系式。此关 系式对双螺旋管式换热器在水 一水工况下均适用 ， 也为其他工况提供了参考依据。
平均通流 面积 ０ ． ０ ０ ７ ３ ７ ｍ ；管外 传热面积 Ａ ｏ Ｏ ． ８ ７ ０ ｍ ２ ； 管 内传 热面 积 Ａ ｉ ０ ． ７ ４ ４ ｍ 。 ２ ． ２ 传热 性能 试 验方 法
热流体的放 热量 Ｑ 。 和冷流体 的吸热量 Ｑ ： 可分
别表 示为 ： Ｑ 。 ＝ｑ ｚ Ｃ Ｐ １（ １ 一 １ ” ） ， Ｑ ２ ＝ｑ ￣ Ｃ Ｐ ２（ 一 ” ） 。管 内 的对 流换 热 系 数 ｈ 由湍 流 的经 典公 式 计
要： 介绍 了螺旋管换热 器结构的特点及传热特性 ， 并根 据该换热器运行特点 ， 建立试 验测试模 型 ， 根据 实验 测试 结论
总结 出适用 于工程应用的传热关 系式 。 为螺旋 管换热 器的设计计 算提供 了依据 。
关键词 ： 螺旋 管换 热器； 传热关 系式 ； 设计计算
中图分类号 ： Ｔ Ｋ １ ７ ２
Ｅｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｎｏ ． ５， ２ ０ １ ５
螺旋管换热器热 工水 力计算分 析
宜 垠 姜 （ 湖南汉华京 电清洁能源科技有限公司 ， 湖南
摘
长沙
４ １ ０ ０ ０ ０ ）
螺旋钢管受力计算
螺旋钢管受力计算（最新版）目录一、螺旋钢管简介二、螺旋钢管的受力分析三、螺旋钢管受力计算的方法四、螺旋钢管受力计算的实例五、结论正文一、螺旋钢管简介螺旋钢管是一种常见的钢管类型，它通常是通过将钢板卷成螺旋形并焊接而成。
这种钢管具有较高的强度和刚度，因此广泛应用于各种工程结构中，如石油、天然气、水处理、化工等领域。
二、螺旋钢管的受力分析当螺旋钢管受到外部力的作用时，它会产生内应力和外应力。
内应力是指钢管内部产生的应力，而外应力是指钢管外部产生的应力。
在受力过程中，螺旋钢管可能会发生变形或破坏。
因此，对螺旋钢管进行受力分析至关重要。
三、螺旋钢管受力计算的方法螺旋钢管受力计算主要包括以下几个步骤：1.确定钢管的材料性能：钢管的材料性能主要包括弹性模量、泊松比、密度等。
这些性能参数可以从材料试验中获得，或者通过查询材料手册获得。
2.确定钢管的几何参数：几何参数包括钢管的外径、内径、壁厚、长度等。
这些参数可以通过测量或设计图纸获得。
3.计算钢管的内应力和外应力：内应力和外应力的计算可以使用弹性力学公式，如胡克定律、泊松定律等。
4.检查钢管的强度：强度检查是为了确保钢管在受力过程中不会发生破坏。
通常，钢管的强度应该大于或等于设计要求的强度。
四、螺旋钢管受力计算的实例假设一根螺旋钢管的外径为 1200mm，内径为 630mm，壁厚为 30mm，长度为 1460mm。
材料为碳钢管，弹性模量为 2.0×10^5 MPa，泊松比为0.3，密度为 7.8×10^3 kg/m。
首先，根据几何参数计算钢管的内应力和外应力：内径应力σ_i = (πD/4) * (σ_s - σ_r) = (π*630mm/4) * (2.0×10^5 MPa - 0.3*2.0×10^5 MPa) = 8.47×10^6 Pa外径应力σ_o = (πD/4) * (σ_s + σ_r) = (π*1200mm/4) * (2.0×10^5 MPa + 0.3*2.0×10^5 MPa) = 2.12×10^7 Pa然后，根据材料性能计算钢管的强度：强度σ_b = σ_s / (1 - ν) = 2.0×10^5 MPa / (1 - 0.3) = 3.33×10^5 MPa最后，检查钢管的强度是否满足设计要求：σ_b ≥σ_req因此，这根螺旋钢管在受力过程中不会发生破坏。
流体力学综合实验实验报告
流体力学综合实验实验报告一、实验目的流体力学综合实验是为了通过实验操作，结合理论知识，提高学生对流体力学理论的理解，以及培养学生分析和解决问题的能力和实验操作技能。
二、实验原理流体力学是研究流体运动规律和相应力学问题的学科。
流体力学综合实验主要涉及流体力学的基本理论和方法，如流体静力学实验、流速测量实验和流体动力学实验等。
主要实验装置包括流量计、细管、不同形状的孔洞等。
三、实验内容流体力学综合实验包括以下几个实验内容：1.流体静力学实验：通过水柱和压力计器测量水平管道的压力，验证其与高度和流速的关系。
2.流速测量实验：通过使用流量计和测速仪器，测量不同位置和不同孔径处的流速，探究流速与孔径大小的关系。
3.流体动力学实验：通过流过不同形状的孔洞的流体，测量不同孔洞形状的流速和流量，以及分析孔形对流速的影响。
四、实验步骤1.流体静力学实验：安装水柱和压力计器，利用压力计器测量不同高度处的压力值，并记录下来。
根据实测数据，绘制压力与高度的关系曲线。
2.流速测量实验：选择不同位置和不同孔径的流量计和测速仪器，测量流体在这些位置和孔径处的流速，并记录下来。
将实测数据整理成表格，并分析不同孔径大小对流速的影响。
3.流体动力学实验：利用不同形状的孔洞，将流体流过孔洞，同时测量流体在不同孔洞处的流速和流量。
绘制不同孔洞形状的流速和流量曲线，并分析孔形对流速的影响。
五、实验结果与分析根据实验结果的分析和计算，可以得出以下结论：1.流体静力学实验表明，水平管道的压力与高度呈线性关系，压强随高度的增加而增加。
2.流速测量实验结果显示，流速随孔径的减小而增加，即孔径越小，流速越大。
3.流体动力学实验结果表明，孔洞形状对流速存在影响。
如孔洞形状为圆形时，流速较大；而孔洞形状为方形时，流速较小。
六、实验结论通过流体力学综合实验的操作与分析，得出以下结论：1.流体力学中的流体静力学理论得到了实验的验证，水平管道的压力与高度呈线性关系。
流体力学的实验报告
流体力学的实验报告流体力学的实验报告引言：流体力学是研究流体运动及其力学性质的学科，广泛应用于工程、物理学、地质学等领域。
本实验旨在通过一系列实验，探究流体在不同条件下的性质和行为，以加深对流体力学的理解。
实验一：流体静力学实验在这个实验中，我们使用了一个U型管，通过调节管内液体的高度，观察液体在管内的压力变化。
实验结果表明，液体的压力与液柱的高度成正比，且与液体的密度和重力加速度有关。
这一实验验证了流体静力学的基本原理，即压力在静止的液体中是均匀的。
实验二：流体动力学实验在这个实验中，我们使用了一个水平旋转的圆筒，将水注入圆筒内，然后通过旋转圆筒，观察水的运动情况。
实验结果表明，水在旋转圆筒中呈现出旋涡状的流动，且流速随着距离圆筒中心的距离增加而增加。
这一实验验证了流体动力学的基本原理，即在旋转系统中，流体的速度随着距离中心的距离而改变。
实验三：流体黏性实验在这个实验中，我们使用了一个粘度计，测量了不同液体的粘度。
实验结果表明，液体的粘度与其分子间相互作用力、温度和压力有关。
较高的粘度意味着液体的黏性较大，流动较困难。
这一实验验证了流体黏性的基本原理，即液体的黏度与流体内部分子的相互作用有关。
实验四：流体流速实验在这个实验中，我们使用了一个流速计，测量了液体在不同管道中的流速。
实验结果表明，管道的直径、液体的黏度和施加的压力差都会影响流体的流速。
较大的管道直径、较小的黏度和较大的压力差都会导致流体的流速增加。
这一实验验证了流体流速的基本原理，即流体在管道中的流速与管道的几何形状和施加的压力差有关。
结论：通过以上实验，我们深入了解了流体力学的基本原理和实际应用。
流体力学在工程领域中有着广泛的应用，例如水力学、气体力学、液压学等。
深入研究流体力学的原理和实验，有助于我们更好地理解和应用流体力学的知识，为工程设计和实际应用提供科学依据。
流体力学综合实验报告
流体力学综合实验报告一、实验目的本次实验旨在通过对流体力学的实验操作，掌握流速、流量、压力、阻力和流体力学定律等内容的研究方法和实验技巧，进一步加深对流体力学的理解，培养实验设计和数据分析的能力。
二、实验仪器与材料1.流量计2.压力计3.流速计4.直管段5.U型管6.PVC水管三、实验原理1.流速的测量流速是单位时间内流体通过其中一截面的速度，可以采用流速计进行测量。
2.流量的测量流量是单位时间内通过其中一截面的流体量，可以通过流速计算得出。
3.压力的测量压力是单位面积上受到的力的大小，可以通过压力计进行测量。
4.阻力的测量阻力是流体通过管道时受到的阻力，可以通过流速和流量的测量计算得出。
5.流体力学定律通过实验可以验证贝尔劳定律和弗侖定律，贝尔劳定律：流体通过管道时速度越大，压力越低；弗侖定律：流体通过管道时流量与压力成反比。
四、实验步骤1.测量直管段内的流速：在直管段上安装流速计，流量计读数固定，在一分钟内记录流速读数，取平均值。
2.测量U型管的压力：将U型管一个端口与直管段相连，另一个端口与压力计相连，调整高度使液面平衡，记录液面高度差。
3.测量不同液面高度下的流量：调整U型管液面高度，记录流量计读数，计算流量。
4.计算阻力：根据流速、流量和压力计算出阻力。
五、实验结果与分析1.流速的测量结果表明，流体在直管段内的速度是均匀的，流速测量值较为接近，说明测量结果准确可靠。
2.U型管的压力测量结果表明，压力与液面高度呈线性关系，验证了贝尔劳定律的准确性。
3.不同液面高度下的流量测量结果表明，流量随着液面高度的增加而减小，验证了弗侖定律的准确性。
4.阻力的计算结果表明，阻力与流速、流量和压力成正比，符合阻力的定义。
六、实验结论通过本次综合实验，我们掌握了流速、流量、压力、阻力和流体力学定律的测量方法和计算方法，进一步加深了对流体力学的理解。
实验结果验证了贝尔劳定律和弗侖定律的准确性。
流速、流量和压力之间存在一定的关系，阻力与流速、流量和压力成正比。
水螺旋实验报告
一、实验目的1. 了解水螺旋实验的基本原理和操作方法。
2. 通过实验观察水螺旋的形成过程，探究影响水螺旋的因素。
3. 培养学生的动手能力和观察能力。
二、实验原理水螺旋实验是一种观察流体运动和流体力学原理的实验。
实验中，通过在容器中注入一定量的水，并在容器底部放置一个旋转轴，使水在旋转轴的带动下形成螺旋状流动。
实验原理如下：1. 水在旋转轴的带动下产生离心力，使水向外流动。
2. 由于水具有粘性，水在流动过程中产生阻力，使得水在旋转轴周围形成螺旋状流动。
3. 水螺旋的形成与旋转轴的转速、水的粘度、容器形状等因素有关。
三、实验器材1. 容器：直径约20cm，高约15cm的圆柱形容器。
2. 旋转轴：直径约2cm，长度约30cm的金属轴。
3. 电机：功率约10W，转速可调的直流电机。
4. 水泵：流量约2L/min的水泵。
5. 透明胶带：用于固定旋转轴。
6. 量筒：用于测量水的体积。
7. 计时器：用于记录实验时间。
四、实验步骤1. 将容器放置在平稳的桌面上，确保容器稳定。
2. 将旋转轴插入容器中心，并用透明胶带固定。
3. 将水泵连接到旋转轴上，确保水泵紧贴旋转轴。
4. 打开水泵，注入一定量的水（约容器体积的1/2）。
5. 调节电机转速，观察水螺旋的形成过程。
6. 记录不同转速下水螺旋的形状、大小和稳定性。
7. 重复实验，探究其他因素（如容器形状、水的粘度等）对水螺旋的影响。
8. 实验结束后，关闭电机和水泵，清理实验器材。
五、实验结果与分析1. 实验结果显示，随着电机转速的增加，水螺旋的形状逐渐变得明显，螺旋的大小和稳定性也随之增加。
2. 当电机转速较慢时，水螺旋的形状较为分散，螺旋的大小和稳定性较差。
这是因为转速较慢时，离心力较小，水向外流动的速度较慢，导致水螺旋的形成不够明显。
3. 当电机转速适中时，水螺旋的形状较为完整，螺旋的大小和稳定性较好。
这是因为转速适中时，离心力适中，水向外流动的速度适中，使得水螺旋的形成较为明显。
计算流体力学螺旋管分析报告
重庆大学《计算流体力学与计算传热学基础》上机实验水平螺旋管内的对流换热过程学生：刘伟文学号：********指导教师：***专业：热能与动力工程重庆大学动力工程学院二O一五年六月一、前言螺旋管在热力、化工、石油及核工业等领域得到了广泛应用，螺旋管换热器也具有结构简单、传热系数高等优点。
它的传热系数比直管高，在相同空间里可得到更大的传热面积，布置更长的管道，减少了焊缝，提高了安全性。
尽管螺旋管的流体阻力增大，压降增大，但是其传热效率的提高导致能量的节约要高于因阻力增大而消耗的能量。
因此，螺旋管在许多行业得到普遍应用而倍受青睐。
在工程应用中，由于工艺要求，往往需将流体加热至规定的温度范围，传热是其中的基本单元操作，所以有必要对螺旋管的传热与流动特性进行研究。
从理论知识我们知道由于向心力的作用，流体从管中心部分由螺旋管内侧流向外侧壁面，因而造成了螺旋管内侧的低压区。
在压差作用下，流体从外侧沿着圆管的上部和下部壁面流回内侧。
这种流动是与管的轴向垂直的，也就是与流体的主体流动相垂直，称为二次流。
流体的这种二次流与轴向主流复合成螺旋式的前进运动。
这样，对于流体的传热传质，不仅可依靠流体的径向扩散，还有径向二次流的作用，相当于边界层进行了破坏，增强了流体传质。
二、GAMBIT建模1、先建立一个半径为6的圆面。
2、将该圆面向X轴正方向移动120。
3、用圆面sweep形成螺旋柱体。
（绕Y轴正方向）4、重复以上操作，得到如图所示几何体弯管。
5、设置边界层。
并应用至每个截面：6、设置圆面的网格，选择pave方式，interval size 选择0.6，这样边界层网格与圆面中心网格过渡较平缓。
7、依次建立体网格。
8、检查网格质量。
最差网格为0.41，满足要求。
8、输出网格。
三、Fluent 计算1、载入网格后，进行scale设置网格长度单位。
2、定义求解器。
3、定义能量方程，确定求解温度场。
4、定义湍流模型。
由于该算例是管内湍流流动，这里使用标准的K-e模型进行求解。
螺旋流-流体力学调研报告
涡束是指涡管内的有旋流体
涡束半径趋于零的时候，涡束 成为一条涡线。这种流动形式 称为点涡。
有旋流动一些概念：点源，点汇，
点源：在无限大的 平面上流体从一点 沿径向均匀地向各 个方向流出的流动
点汇：在无限大的 平面上流体沿径向 均匀地从向各个方 向流入一点的流动
旋与涡的关系
旋
漩涡？
有不一定会产生涡，涡中不一定有旋
f.螺旋桨叶稍的尾迹涡
图1：生活与工程中的螺旋流现象
旋与涡的关系
旋 流体的有旋与无旋流动定义 流体力学中有旋与无旋的定义是看流体微团 是否旋转（流体力学），要与旋转运动相区别！
流体的有旋与无旋流动判断 旋度是否为零
旋与涡的关系
旋
流体力学中的旋流 有旋流动，微观情况 看流体微团是否旋转
漩涡？
涡
现实中的旋流 指的是螺旋流或者涡流 螺旋流，宏观表现看气流的流动状况
流体的有旋与无旋流动判断 旋度是否为零
煤粉的旋流燃烧
有旋流动一些概念：涡线、涡管，涡束，点涡
涡线定义：类似于流 线，涡线是这样一条 曲线，曲线上任意一 点的切线方向与在该 点的流体的涡量方向 一致。
涡管:类似于流管，给定瞬 时，在涡量场中，过任意 封闭围线（不是涡线）上 各点，做涡线所形成的管 状表面，称为涡管。
+
螺旋流=点汇+点涡（旋向相反）
= 在锅炉用的旋风燃烧室，离心喷油嘴 和离心除尘器等设备中，流体沿圆周 切向进入内周，最后从中央不断流出， 这种流动这种流动可以看为点源和点 涡的叠加。
+
=
螺旋流具体定义
螺旋流是指同时存在轴向及切向 速度分量，且切向速度的作用不 能忽略的流动形式。 螺旋流可分解成轴向流动 与强制涡流，是涡线与流 线重合的一种特殊流动。
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重庆大学《计算流体力学与计算传热学基础》上机实验水平螺旋管内的对流换热过程
学生：刘伟文
学号：********
指导教师：***
专业：热能与动力工程
重庆大学动力工程学院
二O一五年六月
一、前言
螺旋管在热力、化工、石油及核工业等领域得到了广泛应用，螺旋管换热器也具有结构简单、传热系数高等优点。
它的传热系数比直管高，在相同空间里可得到更大的传热面积，布置更长的管道，减少了焊缝，提高了安全性。
尽管螺旋管的流体阻力增大，压降增大，但是其传热效率的提高导致能量的节约要高于因阻力增大而消耗的能量。
因此，螺旋管在许多行业得到普遍应用而倍受青睐。
在工程应用中，由于工艺要求，往往需将流体加热至规定的温度范围，传热是其中的基本单元操作，所以有必要对螺旋管的传热与流动特性进行研究。
从理论知识我们知道由于向心力的作用，流体从管中心部分由螺旋管内侧流向外侧壁面，因而造成了螺旋管内侧的低压区。
在压差作用下，流体从外侧沿着圆管的上部和下部壁面流回内侧。
这种流动是与管的轴向垂直的，也就是与流体的主体流动相垂直，称为二次流。
流体的这种二次流与轴向主流复合成螺旋式的前进运动。
这样，对于流体的传热传质，不仅可依靠流体的径向扩散，还有径向二次流的作用，相当于边界层进行了破坏，增强了流体传质。
二、GAMBIT建模
1、先建立一个半径为6的圆面。
2、将该圆面向X轴正方向移动120。
3、用圆面sweep形成螺旋柱体。
（绕Y轴正方向）
4、重复以上操作，得到如图所示几何体弯管。
5、设置边界层。
并应用至每个截面：
6、设置圆面的网格，选择pave方式，interval size 选择0.6，这样边界层网格与圆面中心网格过渡较平缓。
7、依次建立体网格。
8、检查网格质量。
最差网格为0.41，满足要求。
8、输出网格。
三、Fluent 计算
1、载入网格后，进行scale设置网格长度单位。
2、定义求解器。
3、定义能量方程，确定求解温度场。
4、定义湍流模型。
由于该算例是管内湍流流动，这里使用标准的K-e模型进行求解。
5、定义材料为液态水，物性参数取20°C时水的物性参数。
6、定义边界层条件。
（1）边界层流体区工质为水。
（2）管道进口定义为速度出口（流速为5m/s，进口湍流强度为5%，水力半径为螺旋管管半径0.006m，进口水温为300K）。
（3）管道出口定义为压力出口（湍流强度为5%，水力半径为0.006m）（4）壁面条件定义为恒温条件（tw=350K）
8、初始化（利用整个区域进行初始化）。
9、残差设定
10、求解计算。
迭代1000次，观察到400步时残差值已趋于稳定，表明管内流场已接近稳定，可以用于分析。
四、数据分析
1、建立分割面
在（-90，0）、（0,180）以45°为间隔取五个点，如图所示：
2、计算各截面的平均对流换热系数
参数设置如表所示
Mass-Weighted Average
Static Temperature (k) ----------------------------------------------------
angular=-45 302.88837将该温度复制至下图
最后算得
Area-Weighted Average
Surface Heat Transfer Coef. (w/m2-k)
----------------------------------------------------
angularwall=0 19720.918
依次计算可以得到（-90，0）、（0,180）各截面数据：
努塞尔数Nu 截面角度（°）温度（K）对流换热系数
（W/m2·K）
-90302.7010518368.947183.68947
-75302.8279119555.645195.55645
-45302.8883719720.918197.20918
0303.9122319946.016199.46016
45304.6919920366.144203.66144
90303.7642520582.428205.82428
180308.4860521009.771210.09771
五、结果分析
1、温度云图
2、显示速度矢量
将得到的数据输入到excel里，拟合出轴向换热系数随角度变化的曲线如下图所示：
据公式Nu=hd/λ,可得到周向平均Nu数的曲线，从曲线的走势来看Nu随角度增加，显然实验所得结果与理论值有误差。
可能是因为截面选取不够均匀，甚至部分截面选取有问题。
该实验结果中可求其平均值Nu=198.64
雷诺数Re=ρ*u*d/μ=998.2*5*0.008/0.001003=39808.57428
普朗特数Pr=μ*Cp/λ=0.001003*4182/0.6=6.991
δ=r/Rc=6/120=0.05
根据经验公式Nu=0.023*Re^0.85*Pr^0.4*δ^0.1=301.5926。