無(wú)過(guò)載離心泵葉輪內(nèi)三維不可壓湍流場(chǎng)計(jì)算
全文8頁(yè)2952字 敘述真切
摘要 采用添加源項(xiàng)的方法，考慮旋轉(zhuǎn)與曲率的影響對(duì)標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型進(jìn)行修正，在壓強(qiáng)連接的隱式修正法（SIMPLE-C）建立的壓力速度校正方程基礎(chǔ)上，用交替方向隱式法（ADI）求解線性方程組，求解了無(wú)過(guò)載離心泵葉輪內(nèi)三維不可壓湍流場(chǎng)，揭示了該種泵的進(jìn)口回流和出口二次流等流動(dòng)特征。研究結(jié)果將對(duì)無(wú)過(guò)載離心泵的基于流場(chǎng)計(jì)算的優(yōu)化設(shè)計(jì)有指導(dǎo)意義。
敘詞：無(wú)過(guò)載 離心泵 湍流 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)
3-D INCOMPRESSIBLE TURBULENT
FLOW CALCULATION IN THE
IMPELLERS OF NON-OVERLOAD
CENTRIFUGAL PUMPS
Yuan Shouqi Chen Chi Zheng Ming Li Yi
（Jiangsu University of Science and Technology）
Abstract By using the k-ε turbulent model modified to consider the curvature and rotation, applying SIMPLE-C algorithm to make pressure-velocity correction equation, utilizing Alternative Direction Implicit method to solve linear equations, the 3-D incompressible turbulent flow in the impellers of non-overloaded centrifugal pumps is computed. It shows that there exists back flow in the inlet and secondary flow in the outlet, etc., which will be supportive to the optimal design of non-overload centrifugal pumps on the basis of flow field calculation.
Key words：Non-overload Centrifugal pump Turbulent flow Computational fluid dynamics
0 前言
　　比轉(zhuǎn)速在30（甚至更?。┑?0的低比速離心泵具有流量小、揚(yáng)程高的特點(diǎn)。其軸功率特性曲線呈上升趨勢(shì)，致使在運(yùn)行時(shí)容易燒壞電動(dòng)機(jī)。由于它廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，因而造成了巨大的損失。文獻(xiàn)［1］提出了一種無(wú)過(guò)載離心泵的設(shè)計(jì)方法，保證了在整個(gè)流量范圍內(nèi)軸功率不超過(guò)一個(gè)最大值，從而可防止電動(dòng)機(jī)過(guò)載。它的理論基礎(chǔ)是葉片出口安放角等于葉片出口絕對(duì)液流角。其葉片包角較普通離心泵要大，葉片彎曲較嚴(yán)重。
　　盡管在文獻(xiàn)［1］中對(duì)無(wú)過(guò)載離心泵的設(shè)計(jì)做了詳細(xì)的論述，但其內(nèi)部流動(dòng)特征尚未得到展示。文獻(xiàn)［2］用邊界層近似分析了有旋轉(zhuǎn)和曲率的葉輪內(nèi)二維湍流；吳玉林等人［3］計(jì)算了設(shè)計(jì)與非設(shè)計(jì)工況下的葉輪內(nèi)湍流；文獻(xiàn)［4］中采用了一種高級(jí)渦方法，經(jīng)有限差分離散后求解了葉輪內(nèi)二維非穩(wěn)定流。鑒于國(guó)內(nèi)外目前尚無(wú)成熟的計(jì)算模型，本文仍采用以雷諾時(shí)均法為基礎(chǔ)的雙方程湍流模式理論首次計(jì)算無(wú)過(guò)載離心泵葉輪內(nèi)湍流。雙方程模型考慮了兩個(gè)湍流量的對(duì)流、擴(kuò)散及其隨時(shí)間的變化，能較真實(shí)地描述許多流動(dòng)的主要物理特征，是近年來(lái)研究最深入、最廣泛的模式之一。
參 考 文 獻(xiàn)
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