目前对于风管内平均风速的测量通常采用的是等截面积法通过多点测量取平均值。多次测量容易带来误差操作起来也复杂。本文通过理论推导得到层流和湍流情况下圆形及矩形风管内平均风速与测点位置之间的关系式,再通过数值模拟验证了理论公式的准确性。利用推导的理论公式可以实现一次测量得到风管内平均风速,为工程实践过程带来极大的便利。 风管中气流平均速度理论推导及模拟验证·3·两式联立可得：式中：α=r/R，C均为同一数值。式（11）即圆管中，紊流情况下任意点流速流速与圆管截面平均流速的关系式。1.2模拟验证通过建立圆形风管的三维几何模型，对不同流态下空气流动过程利用Fluent进行数值模拟，理论推导及模拟验证-数控滚圆滚弧机折弯机张家港滚圆机滚弧机折弯机得到的圆形风管层流模拟结果与推导得到的理论公式进行对比结果如图1、2所示：图1圆形层流理论公式模拟结果图2圆形紊流理论公式模拟结果图1模拟结果看出本文有公司网站全自动滚圆机采集转载中国知网整理 http://www.gunyuanji.com  ，理论公式能较好的契合圆管层流速度分布，与0.1m/s状况下的模拟结果最为贴近。随着模拟速度的增大，中心比速度越来越低，与理论公式模拟值相差逐渐变大。出现这种情况，是因为公式推倒过程中假设为理想流体与绝对层流，而在实际工程中，尽管其流速下雷诺数处于层流区，但流体中仍有不可见因素使得流体流态并非为绝对层流，而使得模拟数据偏离。随着模拟流速的增大，模拟结果越发偏离理论公式模拟值，也是因为紊流影响因素随着流速的增大，影响进一步扩大，偏离了理论公式推导假设。结果表明，理论推导的平均风速与任意一点风速在低风速低雷诺数下结果比较准确，下一步对高风速高雷诺数下平均风速与任意一点风速的关系进行研究。图2圆形紊流风管的模拟结果中，随着流速增大，其层流边界层厚度逐渐减小，中心紊流区扩大，其平均速度越发接近与平均速度。理论公式与模拟结果基本相符，但当在模拟结果中，紊流中心区域速度梯度基本趋近与0，而理论公式中任存在有明显的速度梯度。其中的具体原因还不得而知。同时可以发现，紊流最低速（0.32m/s）的模拟结果与层流最高速（0.16m/s）的曲线相近，说明尽管雷诺?理论推导及模拟验证-数控滚圆滚弧机折弯机张家港滚圆机滚弧机折弯机本文有公司网站全自动滚圆机采集转载中国知网整理 http://www.gunyuanji.com