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不锈钢离心泵内部流场相关参数的计算讲解
点击次数:13 发布时间:2020-01-13
   从不锈钢离心泵的性能范围看,大型泵的流量每小时可达几十万立方米以上,而微型泵的流量每小时则在几十毫升以下;泵的压力可从常压到高达19.61Mpa(200kgf/cm2)以上;被输送液体的温度最低达-200℃以下,z高可达800℃以上。泵输送液体的种类繁多,诸如输送水(清水、污水等)、油液、酸碱液、悬浮液、和液态金属等。
  在化工和石油部门的生产中,原料、半成品和成品大多是液体,而将原料制成半成品和成品,需要经过复杂的工艺过程,离心泵在这些过程中起到了输送液体和提供化学反应的压力流量的作用。此外,在很多装置中还用该泵来调节温度。
  不锈钢离心泵的内部流场数值模拟包括对泵叶轮、吸入室和压水室内流场的模拟,并且为了保证性能预测的精度,一般都要进行全三维的数值模拟。
  由于离心泵内的流动一般都是湍流,而对湍流的数值模拟是CFD(计算流体力学)的一个难点,但同时又是一个热点,因此要对离心泵内流场进行准确的全三维数值模拟还有较大的困难。目前湍流的数值模拟方法主要有三种:
  1.直接模拟(DNS)
  由于计算机速度和容量的限制,该方法在工程中还应用得较少。
  2.大涡模拟(Large EddySimulation)
  该法通过某种滤波方法将湍流运动分解成高度各向异性的大尺度涡和大致各向同性的小尺度涡,对前者通过数值求解微分方程进行直接计算,而后者对前者的影响则通过近似模拟来处理。同直接模拟一样需要比较大的计算机容量和很快的处理器。
  3.雷诺(Reynolds)时均法
  这是目前流体机械中采用的主要方法。该法将N-S方程对时间作平均,求解均量,但需要用湍流模型来封闭方程组。双方程湍流模型由于有较好精度和通用性且计算量又不太大,所以成为研究z多、应用广泛的模型之一。
  不管采用哪一种计算方法,所有的计算过程都是由计算机完成的、包括建模、网络划分、计算及不锈钢离心泵流场分析等一系列过程。目前很多商业软件如FLUNT、STARCD、FIDAP都可以进行三维湍流计算,且具有一定的精度。
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