旋流泵三維流場數(shù)值模擬及性能預(yù)測.pdf

1、旋流泵作為一種無堵塞性能優(yōu)良的泵，逐漸應(yīng)用于城市排水、化工、礦山等領(lǐng)域。但旋流泵設(shè)計(jì)理論還不成熟，優(yōu)秀的水力模型較少。對旋流泵的研究，目前主要集中在實(shí)驗(yàn)研究和理論分析上。通過實(shí)驗(yàn)，得到旋流泵的結(jié)構(gòu)參數(shù)對旋流泵性能的影響，然后來修正旋流泵結(jié)構(gòu)參數(shù)。這種通過實(shí)驗(yàn)修正旋流泵的結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)方法，耗費(fèi)大量的物力及人力，且設(shè)計(jì)周期較長。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算流體力學(xué)的發(fā)展，葉輪機(jī)械內(nèi)部三維流場的研究得到迅速發(fā)展，已成為現(xiàn)階段研究的熱點(diǎn)之一

2、。應(yīng)用CFD技術(shù)對泵內(nèi)流場進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，觀察、分析內(nèi)部流場結(jié)構(gòu)，預(yù)測泵的性能，對泵結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高泵的設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法。 本文采用雷諾時(shí)均方程及標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型，采用Pro/E三維造型軟件進(jìn)行物理造型，非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分，應(yīng)用有限體積法，一階迎風(fēng)格式對控制方程離散化處理，運(yùn)用多相參考系法解決流場動(dòng)靜干涉和用SIMPLE算法對離散方程進(jìn)行求解對旋流泵內(nèi)流場進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算與分析，獲得了旋流泵葉輪和壓水室內(nèi)的速度場、壓力場等旋

3、流泵的內(nèi)特性。通過數(shù)值模擬、分析旋流泵的不同進(jìn)口、不同葉片形狀以及不同壓水室形狀對旋流泵性能的影響，并得到以下結(jié)論： 1.旋流泵的進(jìn)口大小對旋流泵性能影響較大，在進(jìn)口大小與葉輪直徑為0.45左右時(shí)，旋流泵的進(jìn)口速度適中，旋流泵性能最佳； 2.分別計(jì)算了裝有雙向傾斜葉片(R30F30)、單向傾斜葉片(R30)和直葉片的旋流泵內(nèi)流場，得到R30型葉片性能最好，但高效率區(qū)不如R30F30葉片寬； 3.隨著旋流泵的準(zhǔn)螺旋