管道系統阻力計算
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-05
管道系統阻力計算的視頻教程
CFD-管道沿程阻力
Fluent仿真交流群，群號854167668，歡迎交流 本案例為Fluent照顧初學者，講解詳細，如有疑問，敬請留言 管道內的沿程阻力是很多專業及課題所需要研究的內容，本視頻是Fluent管道內沿程阻力的教學視頻，學習內容： 1、采用SCDM建模，生成管道模型 2、基于 Meshing對模型劃分網格并定義邊界 3、采用Fluent軟件對穩態條件下的內流場進行模擬 4、分析內流場的云圖
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STAR-CCM+船舶阻力計算標準流程及參數設置經驗
學到什么： 一整套完整的STAR-CCM+船舶阻力計算標準流程，算例各參數設置的經驗等。 直播內容： 1.計算流程 ? 導入幾何（有的要進行幾何處理） ? 分配區域 ? 設置邊界條件 ? 劃分網格 ? 設置物理模型 ? 設置初始條件 ? 創建報告繪圖和求解視圖 ? 設置求解器和停止（收斂）準則 ? 計算 ? 后處理 2.經驗分享
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管道系統阻力計算的實例教程
本次模擬對象為某鋼廠二棒線及二高線加熱爐管道及除塵器，共2套系統：1）煤煙脫硫除塵系統；2）空煙脫硫除塵系統；煤煙系統中二棒加熱爐煤煙及2臺高線加熱爐煤煙共3路煙氣混合后進入SDS脫硫除塵裝置，經脫硫除塵后通過引風機排放；空煙系統中二棒加熱爐空煙及2臺高線加熱爐空煙共3路煙氣混合后進入SDS脫硫除塵裝置，經脫硫除塵后通過引風機排放。現采用CFD技術對上述兩套系統100%負荷及50%負荷時，各支管阻力、母管及脫硫除塵系統總阻力計算。
長路徑管路建模分析時，管路幾何建模簡化原則：保留關鍵特征（彎頭、閥門、變徑管），簡化次要結構（法蘭、小支管）。長直管段可用等效粗糙度代替詳細幾何（節約計算資源）。
網格要求：近壁區網格y+≈30~300（壁面函數法）或y+≤1（低Re數模型）。彎頭、閥門處加密網格（邊界層至少3層），直管段可適當粗化。
2、 計算模型及邊界條件
2.1 模型建立
根據圖紙進行三維建模，含3路進口管道及除塵器，模型如下：
圖1（a）煤煙系統三維模型
圖1（b）煤煙系統各監測面位置
圖2（a）空煙系統三維模型
圖2（b）空煙系統各監測面位置
2.2 邊界條件
計算參數如下，進口邊界條件為速度進口，各進口速度見下表。出口邊界條件為壓力出口，壓力值為0Pa。湍流模型采用標準k-ε模型，壁面函數為標準壁面函數，固壁面設置為無滑移壁面，濾袋設定為多孔介質邊界。
展開 大家都知道，管道是一種固體物，水是容易流動的物質，如果管道內的水是流動的，必定有一部分能量轉化為熱能而“消滅”，也就是丟失了一部分水壓（或稱揚程），這是客觀事物的反映，是水流運動的必然規律。通常，我們將這種能量轉變的現象，稱之為能量損失（或稱水力損失、損失揚程）。它以米為計算單位。
管道阻力對揚程的影響有多大？
有些用戶經過測量，雖然蓄水池或水塔到水源水面的垂直距離還略小于水泵揚程，但還是提水量小或提不上水。其原因常是管道太長、水管彎道多，水流在管道中阻力損失過大。
一般情況下90度彎管比120度彎管阻力大，每一90度彎管揚程損失約0.5-1米，每20米管道的阻力可使揚程損失約1米。此外，有部分用戶還隨意更改水泵進、出管的管徑，這些對揚程也有一定的影響。那，管道阻力對揚程的影響究竟有多大呢？下面，我們來看下方表格。
你是否清楚管道水流產生水力損失的原因？
一、是管壁粗糙的阻滯作用。
二、是水流各流層間的相對運動。
三、是管件內水流局部急劇變化形成的漩渦。管路（網）水力損失由沿程和局部兩部分組成。在工程上，我們必須要計算知道它的數量多少，才能正確地選用水泵，確定所需要的水泵揚程。
管路沿程損失是發生在水流的全部流程上的摩擦阻力，它與管壁粗糙度、管長、管徑、流速等有關，根據水力學原理，可以建立它的關系式。
沿程損失與管壁粗糙度有關的沿程摩擦系數成正比關系，不同的管材其粗糙度不同，鑄鐵管比較粗糙，沿程摩擦系數就大些；塑料管比較光滑，沿程摩擦系數就小些。與管子長度成正比關系；與管徑成反比關系，就是說，當流量一定時，管徑小、流速快，則沿程損失大；還與流速的平方值成正比關系。當然計算比較繁瑣，簡單的方法可以估算。
展開 實際管道測點位置及模型監測位置如圖：（實測兩測點間的阻力約為550Pa）
根據本項目煙氣量及溫度，進行氣流模擬（靜壓力云圖）如下圖分析：
監測點位置1（平面）壓力云圖： （最大壓力550Pa；最小壓力495Pa；平均壓力516Pa）
監測點位置2（平面）壓力云圖： （最大壓力129Pa；最小壓力-76Pa；平均壓力68Pa）
對比：
類別
兩測點間阻力
實際測量
約550Pa
氣流模擬監測(平均壓力）
監測點位置1：516Pa
448Pa
監測點位置2：68Pa
降阻方案：
速度云圖（原管道）
速度云圖（增加合適導流板）
在增加合適導流板后，從速度云圖對比可見，速度擴散明顯，高風速區降低明顯。
壓力云圖（增加合適導流板）
監測點Z、Z1的壓力
增加導流板后，監測點Z、Z1的阻力為228Pa，比原管道阻力448Pa，減小了220Pa。
展開 本案例計算了二維翼型升阻力系數、翻轉力矩系數，計算的結果文件中包含有完整的設置(都在case文件中)，適合需要計算翼型升阻力、升阻力系數、翻轉力矩、翻轉力矩系數的同學下載學習。
一、案例簡介
如圖1 所示的管道，水平管道長度為150mm，直徑為24mm，豎直管道直徑為16mm，高度為50mm，分別距離左端面45mm 和95mm，整體管道壁厚為2mm。20℃的低溫水從左端的入口流入，流速為1m/s，50℃的液態水和80℃的液態水分別從豎直的管道流入，流速均為0.5m/s，冷熱水流混合后從右端流出，周圍的環境溫度為20℃。
圖1 管道結構示意圖
二、設計思路
幾何模型建立
流體域網格劃分
Fluent 計算
溫度加載
穩態熱分析
溫度加載
熱應力分析
三、模型建立
在workbench 的工具箱中拖拽Fluid Flow（Fluent）、Steady-State Thermal 和Static Structural模塊進入工作界面中，數據傳送關系如圖2 所示。
圖2 數據傳送關系
在SolidWorks 中建立相應模型， 并轉化成ansys 適用的x_t 格式。
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建模任務
成像系統性能會受到孔徑強烈的影響。不同形狀和不同大小的孔徑可能會改變點擴散函數（PSF）和調制傳輸函數（MTF）。為了研究這樣的影響，將旋轉的矩形孔放置在不同大小的入射平面波之前。然后，平面波由理想透鏡聚焦，并且在焦點平面上在不同條件下分析PSF函數和MTF函數。
摘要
成像系統性能會受到孔徑強烈的影響。不同形狀和不同大小的孔徑可能會改變點擴散函數（PSF）和調制傳輸函數（MTF）。為了研究這樣的影響，將旋轉的矩形孔放置在不同大小的入射平面波之前。然后，平面波由理想透鏡聚焦，并且在焦點平面上在不同條件下分析PSF函數和MTF函數。
建模任務
結果
高NA鏡頭系統中的高級PSF計算6個月前
眾所周知，光的矢量性質在高NA聚焦情況下起著不可忽略的作用。 在此示例中，展示了通過高NA非球面透鏡聚焦線性偏振高斯光束的案例，并顯示了焦平面中的非對稱PSF現象。 通過檢查焦平面中的電磁場分量，可以發現不對稱性是由相對較強的Ez分量引起的。
摘要
摘要
眾所周知，光的矢量性質在高NA聚焦情況下起著不可忽略的作用。 在此示例中，展示了通過高NA非球面透鏡聚焦線性偏振高斯光束的案例，并顯示了焦平面中的非對稱PSF現象。 通過檢查焦平面中的電磁場分量，可以發現不對稱性是由相對較強的Ez分量引起的。
建模任務
對于戶外應用產品，尤其對于儲能直流側集裝箱系統，外部傳熱量對于系統散熱設計至關重要，包括太陽熱輻射和外部空氣熱滲入量，需要詳細計算評估。本案例總計提煉出精準計算公式，輸入尺寸和內外溫差，可精準快速計算出外部傳熱量。
某廠脫硫塔整體系統阻力分析9個月前
項目簡介
某廠脫硫系統采用石灰石-石膏濕法，采用出口直排鋼煙囪，系統不設增壓風機，脫硫系統阻力由窯尾風機克服，風機位于系統前端，脫硫系統正壓運行。運行一段時間后，系統在滿負荷運行中出現阻力大的情況，現場分析可能為二級除霧器結垢，即除霧器葉片表面被漿液或顆粒物覆蓋，造成氣流通道變窄，但在停機后檢查，二級除霧器并無結垢現象，也無堵塞。因此分析為工況滿負荷后，煙氣量超過設計煙氣量，造成二級除霧器流速過大
<p class="ql-align-center"><br></p><p class="ql-align-justify"><strong>一、項目簡介</strong></p><p>某鋼廠雙列式金屬濾袋除塵器，除塵器前端管道布置路線復雜且彎頭較多，可能造成運行阻力較大；進氣方式為灰斗進氣，且進口管道處有彎頭，可能會對袋室內煙氣流場均勻性產生不利影響；為保證設備的穩定運行，需通過CFD對袋除塵器運行狀態進行模擬
本次模擬對象為某鋼廠二棒線及二高線加熱爐管道及除塵器，共2套系統：1）煤煙脫硫除塵系統；2）空煙脫硫除塵系統；煤煙系統中二棒加熱爐煤煙及2臺高線加熱爐煤煙共3路煙氣混合后進入SDS脫硫除塵裝置，經脫硫除塵后通過引風機排放；空煙系統中二棒加熱爐空煙及2臺高線加熱爐空煙共3路煙氣混合后進入SDS脫硫除塵裝置，經脫硫除塵后通過引風機排放。現采用CFD技術對上述兩套系統100%負荷及50%負荷時
摘要
眾所周知，光的矢量性質在高數值孔徑聚焦條件下不可忽視。在這個案例中，展示了由高數值孔徑非球面透鏡聚焦的線性偏振高斯光束，顯示了焦平面上非均勻的PSF。通過檢查焦平面上的電磁場分量，可以發現不均勻性是由相對強的Ez分量引起。
建模任務
結果
文件信息
<p>制作版本：Simcenter STAR-CCM+ 2206 Build 17.04.007 (win64/clang11.1vc14.2-r8 Double Precision)</p><p><br></p><p>1? 邊界</p><p>取機頭方向所指面為velocity-input，氣流速度為飛機速度取20m/s,機尾方向所指表面為pressure-out。</p><p>2? 
