高比转速混流泵时变湍流特性分析.pdf

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1、14FLUIDMACHINERYVo1．40，No．9，2012文章编号：1005—0329(2012)09—0014—06高比转速混流泵时变湍流特性分析杨帆，刘超，汤方平(扬州大学，江苏扬州225009)摘要：为分析混流泵内部流场的时变湍流特性，采用时变不可压牛顿流体的控制方程和RNGk—s湍流模型，基于ANSYSCFX软件数值计算了3种不同工况时混流泵内部的时变湍流场，计算考虑了各过流部件间的相互干涉作用。在叶片安放角0。时，给出了最优工况1．00Q有、无叶轮时进、出口干涉面的静压分布云图，直观地显示了一个物理

2、周期内动静干涉情况，分析了叶片表面流动的细部结构，并对比了基于时均流场和时变流场预测泵外特性的差异。进、出口断面静压分布受叶轮旋转的影响很明显，流量1．46Q时进口断面静压表现出较强的非稳定性，扭矩和扬程呈周期波动。关键词：混流泵；瞬态；内流场；性能中图分类号：TH313；TV131．2文献标识码：Adoi：l0．3969／j．issn．1005—0329．2012．09．004AnalysisonTime-varyingTurbulentFlowCharacteristicsofHigh-specific-spe

3、edMixed·flowPumpYANGFan，LIUChao，TANGFang—ping(YangzhouUniversity，Yangzhou225009，China)Abstract：Thetime—varyingturbulentflowperformanceofamixed—flowpumpWaSsimulatedbyANSYSCFXsoftusingtheun—steadyincompressibleflowgoverningequationsandtheRNGk-eturbulencemode1．Th

4、einteractionbetweenpass—flowpartswastakenintoconsideration．Thestaticpressuredistributionsontheinteractionsurfaceweregivenattheoptimumoperatingcondi-tionsthatbladeanewaszeroandwithoutblade，whichshowrespectivelythevariationofflowfieldcharacteristicsintheimpel—le

5、r，andfullflowpassageinonerotatingcycle．Thewallstreamlineofbladesuctionsidewasanalyzed．Thedifferenceofexternalcharacteristicsbetweentime—averagedandtime—varyingcalculationresultswascompared．Staticpressuredistributioniseffectedobviouslybyimpellerrotatingininleta

6、ndoutletsection，especiallyatflowrate1．46QB。。，Staticpressuredistributionofinletsee—tiontakesoninstantaneity，headandtorqueontheimpeller，ofwhichfluctuationsareperiodic．Keywords：mixed—flowpump；transient；flowfield；performance1引言湍流特性对降低混流泵的空化、噪声和振动可提供有益的参考，国内外均已开展了对

7、泵内部时变混流泵又称斜流泵，是一种比转速较高的泵湍流流动特性的研究。王福军等采用雷诺时均法型，在结构和性能上其介于离心泵和轴流泵之间，和大涡模拟方法研究轴流泵内部非定常流动特其特点为流量大、适应扬程范围广及气蚀性能好性。冯卫民等采用非定常不可压缩流体的控等优点，在农田排灌、防洪排涝及市政工程等领域制方程和RNGk-e湍流模型分析了轴流泵装置中得到了广泛的应用，是一种十分重要的泵型。内部的非定常湍流流场J。李金伟等采用大涡目前，对混流泵内流场的分析多基于时均湍流场，模拟方法和滑移网格技术，数值模拟了不同工况无法获取其

8、瞬态的内外特性，且分析其内部时变下离心泵内部的三维非定常流动，重点分析了隔收稿日期：2011—10—11基金项目：国家自然科学基金资助项目(50779060)；江苏省普通高校研究生科研创新计划资助项目(CXZZ11—0977)16FLUIDMACHINERYVo1．40，No．9，2012叶轮旋转一周所需时间T=60／n=模型对4种不同网格数量的模型进行时均