離心泵葉輪內(nèi)部液固兩相流場(chǎng)的數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文是國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目“葉輪機(jī)械內(nèi)伴有鹽析的液固兩相流動(dòng)的研究”(No．50476068)的一部分。主要針對(duì)泵內(nèi)部流道因結(jié)鹽而堵塞這一現(xiàn)象，從掌握泵內(nèi)部液固兩相流的真實(shí)流動(dòng)出發(fā)，來了解泵內(nèi)部的結(jié)鹽與流動(dòng)的關(guān)系。 利用商用FLUENT軟件對(duì)離心泵葉輪內(nèi)部流場(chǎng)單相及固液兩相流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，利用流場(chǎng)測(cè)試儀器PIV對(duì)葉輪內(nèi)的流場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。本文所進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果為： 1．簡(jiǎn)要介紹了國內(nèi)外因結(jié)鹽而導(dǎo)致管

2、道以及泵內(nèi)部堵塞的研究現(xiàn)狀并作出客觀分析； 2．利用Pro／ENGINEER軟件對(duì)離心泵葉輪進(jìn)行三維造型；介紹了網(wǎng)格生成技術(shù)以及各自的特點(diǎn)，引入基于代數(shù)生成法的曲面網(wǎng)格生成技術(shù)的概念以及應(yīng)用Gambit流體力學(xué)專業(yè)軟件對(duì)離心泵葉輪內(nèi)部流道進(jìn)行非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的劃分； 3．采用雙方程模型和壁面函數(shù)法使N─S方程封閉并避開了粘性支層，加快求解速度；通過調(diào)研分析和比較，本文采用基于雷諾時(shí)均方程和κ-ε雙方程湍流模型，采用貼體坐標(biāo)

3、和交錯(cuò)網(wǎng)格系統(tǒng)對(duì)N─S方程用有限體積法進(jìn)行離散，采用交錯(cuò)網(wǎng)格存放變量，用SIMPLE算法求解N─S方程，對(duì)離心泵葉輪內(nèi)部液固兩相流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬； 4．針對(duì)PIV測(cè)量的特點(diǎn)，對(duì)化工離心泵進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，采用半螺旋形進(jìn)水室。同時(shí)為了保證PIV每次測(cè)量的都是同一個(gè)流道，結(jié)合光電軸編碼器設(shè)計(jì)了分頻電路來外部觸發(fā)PIV的相機(jī)和激光； 5．利用計(jì)算機(jī)圖像處理和識(shí)別技術(shù)來實(shí)現(xiàn)兩相流的粒子區(qū)分，采用互相關(guān)算法，分別計(jì)算出兩相流的速度場(chǎng)：