離心泵內二維流場的數值模擬

helloshigy

前言
離心泵是一種用量最大的泵，在給水排水及農業工程、
固體顆粒液體輸送工程、石油及化學工業、航空航天和航海
工程、能源工程和車輛工程等國民經濟部門都有廣泛的應
用。傳統離心泵的設計是靠實驗手段為基礎的設計．并借助
經驗判斷來確定最終的設計方案．此過程是一種需要不斷
設計和實驗的反復性工作。因此需要的周期較長，費用較高．
且對經驗的依賴性也較強。近十幾年來。隨著計算機技術的
飛速發展，數值模擬開始更為廣泛地應用于離心泵的設計和
流場分析中。FLUENT是一個用于模擬和分析在復雜幾何區
域內的流體流動與熱交換問題的專用CFD軟件l。它能夠準
確地描述離心泵模型內部的流動情況。且完全可以免去設計
初期繁瑣的原型生產和反復測試�？焖俚卦u價出模型尺寸的
變動對流動的影響，并得出改良方案。最后通過計算機數值
計算和圖像顯示的方法．把時間域及空間域上連續的物理量
的場(如速度場、壓力場等)非常直觀地顯示出來。因此利用
FLUENT對離心泵進行輔助設計成為一種可靠的方法。
2計算模型及軟件使用方法
2．1幾何模型
研究如圖1所示的二維離心泵。該泵由旋轉的葉輪和靜
止的蝸殼兩部分構成。流體從葉輪中央的圓形進口治徑向均
勻進人葉輪，經過旋轉的葉片作用后，得到能量，從蝸殼出口
讒出。已知葉輪的葉片數為6，升輪進、出口半徑分別為
23mm和55ram，葉片進口安放角(葉片與圓周方向夾角)和
出口安放角為20。，葉片厚度為3mm。蝸殼隔舌角(葉輪中心
至蝸殼螺旋線起點的連線與水平線夾角)為300。出121段擴
散角為4．29。。葉輪進1：2流速為5．7m／s．葉輪旋轉角速度為
5800r／min。
2．2流體區域和網格的生成
計算流體區域由兩部分組成：隨著葉輪一起轉動的流動
區域(葉輪區域)和處在蝸殼內不轉動的流體區域(蝸殼區
域)。離散化后的離心泵的二維網格圖如圖2所示。
3邊界條件及參數的設定
設置進口邊界：將進121 Inlet設為Vdoeity—inlet(速度進
口邊界條件)；設置出口邊界：將出口Outlet設為Outflow(出
流邊界條件)；把隨著葉輪一起轉動的流動區域(葉輪區域怍


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2012-10-23 15:40 上傳

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zijie

頂一個，我們組有做類似分析的。