離心泵葉輪內部液固兩相流場的數(shù)值模擬和實驗研究.pdf

1、本文是國家自然科學基金資助項目“葉輪機械內伴有鹽析的液固兩相流動的研究”(No．50476068)的一部分。主要針對泵內部流道因結鹽而堵塞這一現(xiàn)象，從掌握泵內部液固兩相流的真實流動出發(fā)，來了解泵內部的結鹽與流動的關系。 利用商用FLUENT軟件對離心泵葉輪內部流場單相及固液兩相流場進行數(shù)值模擬，利用流場測試儀器PIV對葉輪內的流場進行了實驗研究。本文所進行的研究工作及取得的研究成果為： 1．簡要介紹了國內外因結鹽而導致管

2、道以及泵內部堵塞的研究現(xiàn)狀并作出客觀分析； 2．利用Pro／ENGINEER軟件對離心泵葉輪進行三維造型；介紹了網格生成技術以及各自的特點，引入基于代數(shù)生成法的曲面網格生成技術的概念以及應用Gambit流體力學專業(yè)軟件對離心泵葉輪內部流道進行非結構網格的劃分； 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；通過調研分析和比較，本文采用基于雷諾時均方程和κ-ε雙方程湍流模型，采用貼體坐標

3、和交錯網格系統(tǒng)對N─S方程用有限體積法進行離散，采用交錯網格存放變量，用SIMPLE算法求解N─S方程，對離心泵葉輪內部液固兩相流場進行數(shù)值模擬； 4．針對PIV測量的特點，對化工離心泵進行改進設計，采用半螺旋形進水室。同時為了保證PIV每次測量的都是同一個流道，結合光電軸編碼器設計了分頻電路來外部觸發(fā)PIV的相機和激光； 5．利用計算機圖像處理和識別技術來實現(xiàn)兩相流的粒子區(qū)分，采用互相關算法，分別計算出兩相流的速度場：