双叶片螺旋离心泵的内部流场模拟

《双叶片螺旋离心泵的内部流场模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据FLUIDMACHINERYV01．37，No．10，2009文章编号：1005--0329(2009)lO—0030—04双叶片螺旋离心泵的内部流场模拟杨军虎。王国栋(鼍州理工大学，甘肃兰州730050)摘要：以双叶片螺旋离心泵为研究对象．选用k一￡标准模型，采用CFD软件lquent计算双叶片螺旋离心泵的三维内部流场。通过对舣叶片螺旋离心泉内闭5流动速度．压力分布Lj捕捉到的流动冲击．、'日J隙流等系委现象的分析，为双叶片螺旋离心泵的性能政薄提供J，“r靠的信息。通过分析，提出了在设计双

2、叶片螺旋离心泵时的一些改进措施。关键词：双叶片螺旋离心泉；双叶片；内部流场；数值模拟中图分类号：TH31I文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2009．10．007InternalFlowFieldSimulationofScrewCent—fugalPumpwithDoubleBladesYANGJun—hu，WANGGuo-dong(LanzhouUniversityofTechnology，Lanzhou730050．China)Abstract：Thest

3、andardk-eturbulent‘emodelandCFDsoftwareareappliedtoanalyzetheinternalflowfieldofthescrewten-trifugalpumpwithdoublebladesbyFLUENT．Throughanalyzingtheimportantperformancelikeinternalvelocity，pressuredistri-butionflowimpactsandclearanceflowandSOon．itsuppl

4、iesreliablemeasurestoimprovethepumpsperformanceandmelioratethepumpanditprovidesgreatbasestodesignthescreweentrifulgalpumpwithdoubleblades．Keywords：$elrewcentrifugalpumpwithdoubleblades；doubleblades；intemalflowfield；numericalsimulation1前言螺旋离心泵是一种将螺旋泵和离心

5、泵融为一体的特殊结构的固液两相流泵，它将螺旋的容积推进作用和叶片离心作用有机结合，是以输送颗粒、易缠结固体物的两相流体介质为主的杂质泵。螺旋离心泵的主要结构是螺旋离心叶轮，进口部分为螺旋叶片，出M部分近似混流式叶片，其双叶片叶轮结构如图l所示¨。J。图I双叶片叶轮结构收稿日期：2008一Il-27修稿日期：2009—09—22基金项目：浙江省温州市科技基金项目(1-120060034)虽然螺旋离心泵的效率是离心式杂质泵和旋流式杂质泵所难以比拟的，而且在输送固液两相流时，其性能也较前者好，但是其效率还

6、是无法与一般离心泵相比的。本文应用CFD软件Fluent对100LN一7型螺旋离心泵的整机内部流场进行了数值模拟，计算得到了其内部流场的速度、压力分布，捕捉到了一些重要的流动现象。这些现象对提高螺旋离心泵性能、改进叶轮的设计、提高泵的整机效率可以提供借鉴。2基本方程对于三维不可压缩的非定常流动，在旋转坐标系下连续方动量方程(Navier—Stokes方程)为：害+警：o(-『=l、2、3)(1)批缸：”’’7”7万方数据2009年第37卷第10期流体机械3l啬(pui)+击(p嘴)=一眠o_ee+未

7、{p够(瑟十警)}"t"Sui2一缸i+瓦{p够‘面十面川(iJ=1、2、3)(2)式中以广等效粘性系数p——流体密度在旋转坐标系下S。被定义为：S。=一2tou一∞(∞r)(3)方程(3)右边第一项表示科里奥利力，第二项表示离心力，这两项力的存在是由于旋转的叶轮产生的，因此红使用固定蜗壳的方程(2)中应该被忽略。当标准的k一￡湍流模型中的有效粘性系数引进湍流粘性系数“后，使方程两边平衡。肛∥=p+肛，(4)“是与直接与“J}”和“占”牛【j关的，方程为：I．t。=％∥／8(5)输运方程用“后”和“

8、占”为：：韭：am(g,iOk)+Ppu,t一(6)O2一xj5Oxjo"k瓦，+‘一p8～o7pu,=豢=立(参芸)+c．詈R—c驴P20x2瓦5一,‘Z瓦H‰i^．乙驴-d(7)其中盯I、盯。、C．、C2——模型常数R——紊动能k的生成项3模型建立3．1螺旋离心泵的几何尺寸和设计参数叶轮外径D：=225．6mm；叶轮进口直径D。=128．2mm；叶轮出口宽度b2=64ram；转速rg=1455r／min；流量Q=78m3／h；扬程Ⅳ=7．3m。3．2计算区域及物理