離心泵內(nèi)二維流場的數(shù)值模擬

helloshigy

前言
離心泵是一種用量最大的泵，在給水排水及農(nóng)業(yè)工程、
固體顆粒液體輸送工程、石油及化學(xué)工業(yè)、航空航天和航海
工程、能源工程和車輛工程等國民經(jīng)濟(jì)部門都有廣泛的應(yīng)
用。傳統(tǒng)離心泵的設(shè)計(jì)是靠實(shí)驗(yàn)手段為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)．并借助
經(jīng)驗(yàn)判斷來確定最終的設(shè)計(jì)方案．此過程是一種需要不斷
設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)的反復(fù)性工作。因此需要的周期較長，費(fèi)用較高．
且對經(jīng)驗(yàn)的依賴性也較強(qiáng)。近十幾年來。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的
飛速發(fā)展，數(shù)值模擬開始更為廣泛地應(yīng)用于離心泵的設(shè)計(jì)和
流場分析中。FLUENT是一個用于模擬和分析在復(fù)雜幾何區(qū)
域內(nèi)的流體流動與熱交換問題的專用CFD軟件l。它能夠準(zhǔn)
確地描述離心泵模型內(nèi)部的流動情況。且完全可以免去設(shè)計(jì)
初期繁瑣的原型生產(chǎn)和反復(fù)測試。快速地評價出模型尺寸的
變動對流動的影響，并得出改良方案。最后通過計(jì)算機(jī)數(shù)值
計(jì)算和圖像顯示的方法．把時間域及空間域上連續(xù)的物理量
的場(如速度場、壓力場等)非常直觀地顯示出來。因此利用
FLUENT對離心泵進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)成為一種可靠的方法。
2計(jì)算模型及軟件使用方法
2．1幾何模型
研究如圖1所示的二維離心泵。該泵由旋轉(zhuǎn)的葉輪和靜
止的蝸殼兩部分構(gòu)成。流體從葉輪中央的圓形進(jìn)口治徑向均
勻進(jìn)人葉輪，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的葉片作用后，得到能量，從蝸殼出口
讒出。已知葉輪的葉片數(shù)為6，升輪進(jìn)、出口半徑分別為
23mm和55ram，葉片進(jìn)口安放角(葉片與圓周方向夾角)和
出口安放角為20。，葉片厚度為3mm。蝸殼隔舌角(葉輪中心
至蝸殼螺旋線起點(diǎn)的連線與水平線夾角)為300。出121段擴(kuò)
散角為4．29。。葉輪進(jìn)1：2流速為5．7m／s．葉輪旋轉(zhuǎn)角速度為
5800r／min。
2．2流體區(qū)域和網(wǎng)格的生成
計(jì)算流體區(qū)域由兩部分組成：隨著葉輪一起轉(zhuǎn)動的流動
區(qū)域(葉輪區(qū)域)和處在蝸殼內(nèi)不轉(zhuǎn)動的流體區(qū)域(蝸殼區(qū)
域)。離散化后的離心泵的二維網(wǎng)格圖如圖2所示。
3邊界條件及參數(shù)的設(shè)定
設(shè)置進(jìn)口邊界：將進(jìn)121 Inlet設(shè)為Vdoeity—inlet(速度進(jìn)
口邊界條件)；設(shè)置出口邊界：將出口Outlet設(shè)為Outflow(出
流邊界條件)；把隨著葉輪一起轉(zhuǎn)動的流動區(qū)域(葉輪區(qū)域怍


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2012-10-23 15:40 上傳

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zijie

頂一個，我們組有做類似分析的。