离心泵叶轮内部液固两相湍流的数值模拟

为了深入了解离心泵叶轮内液固两相流流态，利用商用软件FLUENT6．2对叶轮内部不可压液固两相流动进行了数值模拟，获得了叶轮内的相对速度分布、压力分布以及固相浓度分布。研究结果表明。由于固体颗粒的存在将对液相相对速度场产生影响，造成泵输送液固两相流时的扬程比输送单相流时有所下降。     

螺旋离心泵内固液两相流的数值模拟

以螺旋离心泵为对象,利用欧拉k-ε数学模型对其内部三维流动进行数值模拟,计算了颗粒直径相同和浓度不同、颗粒直径不同和浓度相同以及同一流体中含有两种不同直径颗粒等三种状况下螺旋离心泵的液固两相流场,比较了颗粒直径和浓度对计算结果的影响,分析了浓度、速度、压力等流动参数在泵内的分布规律及相互影响,为改善叶轮的性能和进一步深入研究泵内的液固两相流动机理提供了一定的参考.     

螺旋式纸浆离心泵内部流动的数值模拟

为分析螺旋式纸浆离心泵内部流动状态，给优化过流部件结构的优化设计提供基础，采用CFD分析软件Fluent对螺旋式离心泵内部单相流动和固液两相流动进行了数值模拟。给出了螺旋式叶轮建模方法和流场分析方法，分析了泵内流体速度和压力的分布特性，并基于流动模拟结果预测了水力性能，单相输送条件下的计算结果与试验结果取得了较好的一致。通过对一定体积浓度和颗粒粒径下固液两相流的研究计算，分析了螺旋式离心泵叶片表面以及流道内的固液相分布状态，对螺旋式结构的优化具有一定的参考意义。     

离心式杂质泵内颗粒分布规律的研究

利用Fluent软件对离心式杂质泵内部流场进行数值计算,将其内部流动可视化,分别计算了不同颗粒直径和泵进口固相浓度多个工况下泵内的两相流流场,得到了叶轮和蜗壳内的固相浓度分布。分析了不同进口固相浓度以及不同颗粒直径条件下,颗粒在叶轮和蜗壳内的分布规律。     

颗粒对渣浆泵内部流场影响规律的研究

利用计算流体动力学软件FLUENT对一离心式渣浆泵内部流场进行数值模拟,分别计算了渣浆泵在6种不同颗粒直径、5种不同的进口初始固相浓度的两相介质工况下的内部流场,分析比较了不同工况下叶轮及蜗壳内的压力、固相浓度和速度分布,得出了颗粒直径和初始固相浓度对泵内部流场的影响规律。     

旋流泵内部固液两相流动的CFD模拟分析

基于雷诺平均N-S方程,对旋流泵金属蜗壳叶轮在清水和固液两相流动时的内部流场进行三维CFD数值模拟。采用Pro/E三维造型软件进行几何造型,应用Fluent软件,选用雷诺平均N-S方程,输送清水介质使用标准k-ε紊流模型,输送含有固体颗粒的两相介质采用k-ε-Ap模型,结合SI MPLE算法,采用笛卡尔坐标,混合四面体非结构网格,对其内部流场进行了三维CFD数值模拟。对固体颗粒直径发生变化时的固液相速度分布情况进行详细分析。结果表明,它们的速度分布和实际情况基本吻合。     

旋流泵内盐析两相流场的计算及试验研究

为研究流体机械内部伴有盐析的液固两相流动情况,自行设计了旋流式模型泵,采用双流体模型计算了该泵在最优工况下的氯化钠盐析两相流场,并采用先进的激光相位多普勒粒子测速仪测量了泵无叶腔及叶轮内部盐析两相流的三维速度场。将试验结果与计算结果进行对比,验证了计算模型的适用性,并给出了误差分析。通过对试验测得的周向、轴向、径向速度及其对应的脉动速度分布曲线讨论,初步揭示了该型泵内盐析两相流动特征。在整个流道内,盐析晶体颗粒大部分集中于无叶腔,且分布较均匀;进入叶轮后向叶片工作面靠拢;颗粒浓度最低处是在叶轮进口叶片背面靠近叶轮后盖板附近;液固两相在叶轮与无叶腔中的周向速度分布差异明显;两相间速度及脉动速度有滑移,但差异总体上并不显著。     

化工泵叶轮内部固液两相流场的研究

为了研究化工泵叶轮内部伴有盐析的固液两相流动，本文利用先进的流场测试仪器PIV（粒子成像测速仪）对改型后的化工泵叶轮内部流场进行测量，并编写了图像处理软件，用来区分流场中固液两相，分别对固液两相进行互相关算处理后得到固液两相的速度场，实验结果发现固体颗粒具有向压力面移动的趋势，这与数值模拟的结果一致。     

船用离心泵叶轮失效分析及改进设计

针对某潜艇用补重水泵在使用过程中出现汽蚀问题,采用CFD数值模拟方法对船用离心泵在不同汽蚀余量时叶轮内部汽液两相的分布规律进行了研究.通过数值模拟分析,确定汽蚀产生、发展过程及其对叶轮产生的破坏原因,为正确和全面理解叶轮内部汽液两相流场的分布规律提供了参考依据,并据此在实际运行中采取有效的控制方法,从而减轻或避免汽蚀引...     

小粒径固液两相流在旋流泵内运动的数值模拟

为了分析旋流泵内固液流动特性,采用Eulerian多相流模型,扩展的标准κ-ε湍流方程与SIMPLEC算法,应用流体动力学软件FLUENT对旋流泵叶轮内固液两相湍流进行了数值模拟。分析了多种粒径及浓度条件下的固相体积浓度分布规律。在旋流泵叶轮固液两相流动中,固体颗粒还是主要集中于叶轮工作面,因而会加剧叶轮工作面磨损破坏速度。数值结果表明,泥沙颗粒直径变大以及泥沙浓度的加大都会使旋流泵扬程和效率下降,其中浓度的变化对扬程和效率的影响更明显。     

两相流离心泵水力输送性能计算分析

为探索一台固液两相流离心泵的水力性能与磨损特性,基于代数滑移混合物模型(Algebraic slip mixture model,ASMM)对其内部流场进行三维不可压缩定常流动数值计算,其中转子与定子之间的动静耦合采用"冻结转子法"实现。多相位定常流动计算结果与水力试验结果的对比确定最佳的转动位置,并确认数值计算方法的准确性。预测结果表明,颗粒属性对模型泵水力性能影响的次序为固相体积分数、颗粒密度和粒径。随着颗粒直径、密度和固相体积分数的增加,预测扬程均下降;效率总体上也呈现下降趋势,但在固相体积分数为10%时输送效率最高。在靠近隔舌的叶轮出口处存在由低、中、高三种速度组合的双剪切层射流—尾流结构。总体而言,模型泵叶片吸力面的磨损程度比压力面更为严重。固相体积分数对叶片表面磨损程度的影响比较明显,颗粒密度影响较小,颗粒直径仅对吸力面磨损程度影响显著,对压力面影响不明显。     

离心泵内磁流变液流动特性的研究

采用Mixture多相流模型和标准的κ-ε模型,使用SMPLEC算法,应用Fluent软件,对磁流变抛光循环系统用离心泵内部水基磁流变液三维流场进行数值模拟,分析不同叶片数对泵内磁流变液流场压力、速度、颗粒体积浓度分布的影响。计算结果表明：随着叶片数目的增加,叶轮出口压力呈现出先增加后减小的趋势;叶片数目对叶轮出口处磁流变液速度大小影响不明显,对叶轮流道内的速度分布及颗粒体积浓度分布影响显著。     

固液两相离心泵内部非定常流动特性研究

为研究固液两相流离心泵内部的非定常流动特性,基于滑移网格方法,采用RNGκ-ε湍流模型以及ASMM代数滑移混合物模型,对一台高比转速固液两相离心泵内部流场进行非定常流动的数值模拟,通过分析清水工况数值计算结果、外特性性能实验结果以及固液两相流非定常数值计算结果,获得了非定常条件下固液两相输送离心泵的瞬时外特性曲线和内部流动及磨损规律。研究结果表明:在一个转动周期内,离心泵的扬程、效率和轴功率均呈现正弦波动特征;动静干涉效应使得叶轮出口处的速度和静压分布均呈现周期性波动;模型泵叶轮前后盖板的磨损情况比蜗壳壁面的磨损严重。上述计算结果可为实现高比转速固液两相流离心泵的优化水力设计和减轻磨损提供一定的理论参考。     

固液两相流离心泵内颗粒运动规律的数值研究

针对分析固相参数对颗粒在流道内运动规律影响的问题,对不同固相参数工况下流道内颗粒运动轨迹、固相速度分布和颗粒雷诺数分布规律进行了研究,对颗粒直径以及颗粒浓度对颗粒运动规律影响进行了归纳。应用RNG k-ε湍流模型以及离散相模型进行了离心泵内部固液两相流场数值模拟。研究结果表明,颗粒与蜗壳碰撞的次数随着直径和颗粒浓度的增大而减少;叶轮流道内,颗粒与叶片发生碰撞的位置在叶片工作面;流道内的固相速度随着直径的增大整体会有减小的趋势;蜗壳和叶轮流道内两相分离严重,两相滑移速度较大。     

大颗粒下螺旋离心泵内运动特性数值模拟与分析

以150×100LN-32型螺旋离心泵为模型,采用欧拉多流体、RNG k-ε模型对其内部进行三维数值模拟。对比不同颗粒粒径以及浓度情况下固液两相流场,分析了在大颗粒情况下,固体颗粒在螺旋离心泵内的运动情况。通过固相体积分数、压力以及速度分布,得出了大颗粒固液两相流在螺旋离心泵内的运动特性。并以此为参照,分析大颗粒情况下螺旋离心泵磨损情况。     

离心泵内低浓度固体颗粒运动的数值模拟

利用对颗粒在流场中的受力分析为基础的Eulerian - Lagrangian模型对离心式两相流泵内部稀相固体颗粒的运动情况进行了数值模拟.得出了不同粒径的颗粒在离心泵内运动的轨迹分布以及时间分布,并分析了颗粒粒径对其在泵内运动规律的影响,得出颗粒粒径在某一临界值上下时,颗粒在泵内分别有着大致相同的运动轨迹,为离心式两相流泵的设计及其性能的提高提供了一定的理论依据.     

离心泵叶轮进口边位置的研究

本文基于流线迭代法和逐点积分法，用FORTRAN语言编程实现了离心泵叶轮的水力设计。基于Navier-Stokes方程，在贴体坐标系和交错网络中，采用SIMPLEC算法，对该叶轮两种不同进口边位置所对应的内部流场进行了数值模拟。将计算得到的流场压力分布，轴面速度分布以及叶轮水力效率进行了以比。结果表明，进口边位置对泵的性能有较大影响。     

叶顶间隙对离心泵气液两相流特性的影响

为研究叶顶间隙对离心泵气液两相流特性的影响，以比转速为33的半开式叶轮离心泵为研究对象，设计了四种叶顶间隙值(0.3 mm、0.5 mm、0.7 mm、1 mm)的模型泵，采用Eulerian模型对各间隙值模型泵进行了不同进口含气率(IGVF)不同流量工况下气液两相流动进行了数值计算，得到了不同IGVF下各模型泵的外特性曲线，并分析了叶顶间隙变化对模型泵外特性及其内部流场影响规律。结果表明：当IGVF≤5%时，气相在泵内的聚集程度较低，叶顶间隙泄漏流动是影响模型泵性能的主要原因，模型泵的性能随间隙值的增大而减小，0.3 mm间隙值为最佳间隙值；当IGVF=12%时，气相在泵内高度聚集，导致叶轮内部流动极为紊乱，湍动能的分布范围和强度也逐渐增强，由此造成的能量损失是导致模型泵性能下降的主要因素，其中0.5 mm间隙值模型泵的湍动能分布和强度最小，此时模型泵的性能达到最佳。     

双吸式叶轮中固体颗粒分布规律的研究

利用Fluent软件对2级化工流程泵的首级双吸式叶轮、半螺旋型吸水室以及级间过渡流道内的流场进行了模拟,得到了叶轮内的固相浓度分布。分析了不同初始固相浓度以及不同颗粒直径条件下,叶轮内的固相浓度分布的变化规律,得到了与单吸式叶轮不同的结论。     

离心泵叶轮内部湍流流动的数值计算及试验

对IH65型离心泵叶轮内部流动进行研究,基于Reynolds时均化的N-S方程和标准的k – e 两方程湍流模型,运用流场计算软件Fluent,计算该泵叶轮在不同工况下的内部流场,并将计算结果与粒子图像测速仪(PIV)实测结果进行比较。在对该泵叶轮内部流速分布、压力分布以及试验得到的流动撞击、二次流、回流等现象分析的基础上,提出设计上的一些改进措施,为该型泵叶轮优化设计及其内部两相流动研究提供参考。