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双流道泵叶轮内湍流的数值模拟

双流道泵广泛应用于污水处理、环保、建筑、化工等国民经济的各行各业。尽管对双流道叶轮的水力设计方法已经有了较详细的研究 [1,2 ] ,但尚未见对其内部 3维不可压湍流流动的研究。本文采用了雷诺时均 N- S方程和修正了的 k-ε湍流模型以及目前应用较多的 SIMPLE- C算法 [3~ 5] ,首次计算了双流道叶轮内 3维不可压湍流流动。1 控制方程和湍流模型1 .1 控制方程设叶轮以匀角速度 ω旋转 ,建立同叶轮同步转动且 Z轴与叶轮轴线相重合的旋转坐标系 ,则叶轮内的相对流动为定常流动。为了便于计算和编程 ,将雷诺时均方程与连续性方程写成如下一般形式Ex+ Fy+ Gz=S ( 1 )式中 Ex=ρuρuu-μeuxρuv-μevxρuw-μewx;Fy=ρvρvu-μeuyρvv-μevyρvw-μewy;Gz=ρwρwu-μeuzρwv-μevzρww-μewz;S=0(μeux) x+ (μevx) y+ (μewx)...  (本文共4页) 阅读全文>>

兰州理工大学
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双流道式污水泵叶轮三维设计及水力模型开发研究

围绕双流道污水泵叶轮的三维设计方法、基于Pro/Engineer二次开发的双流道叶轮三维参数化设计程序,和双流道污水泵内部主要过流部件叶轮与蜗壳耦合的全通道数值模拟,本文展开了较为广泛而深入的研究,取得了以下研究成果:1.对常用的双流道污水泵叶轮图纸的表达方法进行了研究,发现存在平面图上与轴面图中的流道断面投影结果不一致的问题。断面形状为沿对称轴对折的椭圆,此对称轴始终垂直于轴截面,则其方向与平面图上的流道中线无关。因此,传统中认为其垂直于平面图上的流道中线而确定的截面尺寸并不符合实际的投影关系。这就是传统设计中经常出现的双流道叶轮平面图、断面面积与叶轮木模三者不一致的主要原因。建议在双流道污水泵叶轮设计时,平面绘型应作为初步设计,然后在三维造型中确定其余参数,由三维造型来生成平面绘型,以保证设计与木模一致。2.双流道污水泵叶轮形状比较特殊,不同于一般离心泵,造型方法尚有待探讨。在Pro/ENGINEER中进行双流道叶轮三维造型...  (本文共151页) 本文目录 | 阅读全文>>

江苏大学
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双流道泵内非定常三维湍流数值模拟及PIV测试

随着社会进步和科技发展,人们对泵的高效率、稳定性和低噪声等方面提出了更苛刻的要求。鉴于计算机技术的飞速发展和CFD方法的日趋成熟,CFD将在叶轮机械设计和研究领域中扮演更重要的角色。本文的工作主要围绕数值模拟程序的建立、双流道泵内非定常三维湍流的数值模拟、利用先进的PIV技术研究双流道泵叶轮内部的复杂流动而展开。主要工作及创造性成果如下:1.发展了一套基于微分方程法生成三维结构化贴体网格的程序。所用微分方程为Poisson方程,并采用Thompson和Sorenson的思想,以指数函数作内插传递、根据网格正交性和间距的要求构造源函数P,Q,R。用该程序生成的双流道泵叶轮和蜗壳网格,品质良好,能够满足双流道泵内流计算精度的要求,且网格疏密度可人为控制,网格线与边界线正交,便于湍流壁面条件的引入。该网格生成程序经改进也可用于其他非规则几何形状流道网格的自动生成。2.开发了一套基于求解Reynolds时均化的Navier-Stokes...  (本文共172页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江理工大学
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固液两相双流道泵的数值模拟与实验研究

双流道泵因其具有流道空间宽广、通过能力良好、运行平稳等特点,被广泛应用于化工、造纸、污水处理、冶金等领域。但是在实际运行过程中发现,泵容易被损坏,而且效率普遍不高。为了更清楚的认识双流道泵泵内部的结构和流动规律,国内外的学者均做过相应的研究。但由于双流道泵的叶轮结构特殊,内部过流部件形状复杂,加之研究历史较短,其设计理论尚不够完善。因为固液混合流体的流动比较复杂,对许多现象的流场结构和发生原因认识比较模糊,因此还需要做很多方面的研究来进一步揭示其内部的流动规律。本文根据二维的木模图,对双流道泵的流道进行三维建模,应用Fluent分别对清水和两相流工况下的内部流场进行数值模拟,在不同粒径、不同颗粒体积浓度和不同流量工况下,对泵内部的速度、压力及固相浓度的变化及分布规律进行研究。为双流道泵的结构设计和性能优化提供了一定的基础。本文的主要工作如下:1.对固液两相流的传输和双流道泵的国内外研究现状进行系统的阐述。2.利用Pro/E对双流...  (本文共64页) 本文目录 | 阅读全文>>

《排灌机械》2002年04期
排灌机械

双流道叶轮内湍流的三维数值模拟

双流道泵广泛应用于污水处理、环保、建筑、化工等国民经济的各行各业。尽管对双流道叶轮的水力设计方法已经有了较详细的研究[1,2],但尚未见对其内部三维不可压湍流流动的研究。本文采用了雷诺时均N-S方程和修正了的k-e湍流模型以及应用较多的SIMPLE-C算法[3~5],数值模拟了双流道叶轮内三维不可压湍流流动。1 控制方程和湍流模型1.1 控制方程设叶轮以匀角速度w旋转,建立同叶轮同步转动且Z轴与叶轮轴线相重合的旋转坐标系,则叶轮内的相对流动为定常流动。为了便于计算和编程,将雷诺时均方程与连续性方程写成如下一般形式: SGFEzyx=++ (1)式中: ; ; ;式中:P—导引压力,包括静水压力和离心力;     ,      ,    ;Fcx、Fcy—1.2 湍流模型本文采用近年来...  (本文共4页) 阅读全文>>

江苏大学
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无堵塞泵内部三维不可压湍流场的数值模拟

随着科学技术的进步和经济的发展,许多领域对流体机械的性能要求越来越高,传统设计方法已不能很好满足新的需要,应采用现代设计理论和方法,这要求设计者首先掌握流体机械内部流动状况。本文围绕对无堵塞泵叶轮内部三维不可压湍流场进行了数值模拟,计算出了叶轮内部的速度场和压力场,给出了三维分布图,对数值计算结果进行了分析和研究,并对今后的研究方向提出了一些建议。本文的主要工作有:1.简要介绍了流体机械设计方法、湍流和计算流体力学的发展状况及在工程中的应用;2.介绍网格生成技术以及各自的特点,引入基于代数生成方法的曲面网格生成技术的概念以及具体应用流体机械领域中在生成强旋与强扭的流道的三维贴体网格实施的方法;3.用微分方程法生成计算网格,采用泊松方程完成无堵塞泵的三维贴体网格的自动生成,通过构造波松方程源项P、Q、R分布函数控制网格的疏密度;4.对计算模型进行了详细的阐述,采用双方程模型和壁面函数法使N-S方程封闭并避开粘性支层,加快求解速度;...  (本文共61页) 本文目录 | 阅读全文>>