冷流率对大口径涡流管性能影响分析

为了探究冷流率对大口径涡流管节流降压效果的影响，基于Fluent改变冷流率值，对比模拟计算结果发现：主管段区内外旋气体存在能量损耗，轴向位置出现压力滞止点和速度方向折点，径向位置r=28 mm处出现分界层。冷流率0.1至0.5,外旋气体温度上升趋势平缓，制热效果不明显；冷流率0.6至0.9,外旋气体温度上升趋势明显，制热效果加强；冷流率增大过程中，内旋气体温度下降趋势平缓，制热效果减弱。热端出口气体压力随冷流率增大而增加，大部分气体流至冷端出口，导致冷端压力变化梯度明显；冷流率过大，热端出口节流降压效果降低，无法满足节流需求。冷热端出口压差变大，外旋气体流动受阻，速度减小；内旋气体流动加快，速度增大。综合分析得出：冷流率0.5时，大口径涡流管节流降压效果最佳，节流区间3 MPa左右，冷热端出口气体温降区间均为5 K,忽略传热损失，节流前后气体温降区间几乎为零，满足后续工艺温度要求。