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数值模拟在离心风机中的应用

作者:昭通工业风机报价  来源:未知  浏览次数: 日期:2020-06-17 19:04

  数值模拟在离心风机中的应用陆蓓蕾,陈瑞球天津商学院,天津300400术湍流模型争论方式等方面进行了较为具体的介绍和评价,并评论了从此的成长趋势。

  1引言离心风机属于叶轮机械的种,普遍应用于能源情况航空等各个范畴,是工农业生产中首要耗能设备之。它的研究方式有试验测量和数值模拟。试验测量不仅设备昂贵,运行费用高,且使用场合轻易受到限制。而数值模拟简洁易行,成本和运行费用低,且有定的正确性,其优势显明。跟着争论机与计较手艺的接续提高,新的数值处理方式不息问世,原有的方式获得了前进充实与完美,数值模拟已从定性剖析成长到定量的争论应用流场模拟等。经由对离心风机的数值模拟能够预知其机能别的数值模拟与人0相连系,在风机设计和绘型方面有着很大的进献,估计在将来的3中它将成为3结语因为多数采掘设备零部件都经由专用加工机床本行业研究的主要手段。

  离心风机内部流动非常复杂,是有粘性非定常流尾迹等。还经常弗成避免地显现次流动,这些次流动以各类涡系形式存在。离心风机在受限空间内具有强旋强维效应强非线性的非定常流动。这些流动现象无论是对离心风机的气动机能照样平安性,都有很大的影响。是以熟悉离心风机内部真实流动的素质,搞清这些流动现象发生和成长纪律对于缩短离心风机设计周期,降低设计风险,改善气动机能及索求风机气动设计的新方式都具有主要意义。

  2离心风机数值模拟对于离心风机流动计较,早在20世纪40年月加工成形,在设备补缀中,般补缀厂修复较难题。

  是以在确保正常使用的前提下,按照分歧部件及现有加工机床的特点,积极采纳办法,制订响应的合理有效的补缀方案对损坏零部件进行修复,从而耽误设备零部件的使用寿命,节约了成本,为企业和社会缔造出更大的经济效益。

  海电机手艺高档专科学校,直从事综采设备的制造与修整己发末即起头了。初人们采用数值较量来展望离心风机内的流动。而对风机内部复杂维流动的数值模拟是始于吴仲华传授提出的31私2相对流面准元解法的理论之后。因为其物理概念清楚,较量速度快,争论机容量要求低是以稀奇适合于设计和工程较量数值模拟在离心式风机内部的研允和应用,履历了从维到维再到全维粘流,从无粘流动维有旋流到粘性非定常全维流魂从单流道模拟假设对称别离模拟忽略各部件之间的互相感化到整机模拟,为人们熟悉和把握离心风机内部真实流动的素质,搞清这些流动现象的发生和成长规,缩短离心风机设计周期降低设计风险改善气动设计的新方式都有於及其屯要的总义。

  2.1掌握方程因为计较机速度和容量的限制,求解维湍流方程的直接模拟和大涡模拟在离心风机中暂无法实现。今朝般采用的方式公对方程进+同水平的简化来求解。由此发生了分歧的节制方程。

  1欧拉方程这种方式不考虑流体的粘性,能得出流场的维效和扭转效应,对于大雷诺,尤界限星散,低负荷等较抱负的环境是有效的。

  主流的粘性导数项和回流。动量和质量的扩散及下流对上游流动的影响,可主动模拟鸿沟层表里流动的互相干扰,适合低比转数的离心风机,界限层近似方程在大雷诺数的状况,对界限层外作无粘处理,只考虑界限层内的粘性感化。其解法要有枳分法和限范分法该杓能有效地反映叶轮的扭转曲率和压强梯役的效应。汴能展望叶轮前缘和缘的离散,雷诺时均方程将非稳态的5方程时均化而获得的,因为该方程的不封锁性,必需创立湍流模型联立求解。

  22湍流颊型今朝对于离心风机还没有遍及适用的湍流模型,常用的有以下几种,零方程模型它是凭据1胃加在1925年提出的夹杂长度假说而得出的,由代数关系式把湍流粘性系数关系起来。其直观简取仅能用于射流管流等简洁流动。对于有回流星散扭转等复杂流动误差很大。,方程模型考虑了湍流动能的对流与扩散,但因为难以事先给出湍流脉动标准而限制了它的应用。,方程它是在湍动能根基上直接用偏微分方程求解湍流动问。复杂性适度也不失其普便性,应用为普遍。但对各向异性湍流不适用,如强旋流浮力流能正确地考虑各向异性的效应,但争论量大且复杂,各应力分试的鸿沟前提事先难以给定,用此其模拟精度并不比尤方程高,故难以推广。,代数应力模型它既保留了湍流各向异性的特征,争论量又比雷诺应力模型简洁,现今己有不少算例采用该模型较量并获得较为满足的成效。

  2.3离散方式离散的方式好多,首要有有限差分法有限体积法有限元法有限解析法面元法特征线法积分关系式法格子法等个中有限差分法应用早。该方式是用打限差分来直接近似节制方程中的导数项。13其截断误差来评定精度近年来差分方程自己也取得了很大的进展。如在复杂界限上的网格处理,较量效率的提高,精度的改良,间断面的捕获等都打了长足的提高现今应用为遍及的足有限容积法,它既有牢靠的数学根本,又有明确的物理背乱巨实施过程简洁。数值特点优良,限解析法是由陈景仁于1981年提出的。它是基于局部解析解来离散节制方程,对于解对流扩散型方程具有较好作量大。该离散方式具有迎气势式有进展与奇异摄动法相合营解决高雷诺数问。有限元法是基于泛函风析理论之上的种离散方式,它大长处是3寸不规矩区域的优越适应性,但求解方程时需要大量内存。在离心式风机中首要的方式是以上4种,其他些特别方式如格子法等太多地强调数学味道或者还没有达到实用的目地。

  2.4网格生成对于应州厂1祝上的湍流数值模拟,由尸物体构造网格与非构造网格。在工程实际中经常把2种网格连系使用,如多块网格和分区网格。多块网格中的每块网格是构造网格,而块与块拼接能够是非构造的。其长处是成熟,效率尚,出格适用于粘性流体或许处理复杂的几何外形,降低内存要求,利便区域盘据并行争论5但生成较难题。今朝网格生成的方式良多,朴微分方柙法指数插值法代数法区域扩充法角化方式和前沿推进法等。个中由尸指数插值法能较好地掌握格疏密,对夂杂适应性好而在离心风机应用较多。

  2.5计庠方式离心风机的数值模拟较量方式多少。其具有代法近似因子分化法处法流线曲率法分块隐式法等。个中压力批改法今朝应用普遍,其根基思曲魏界层低雷诺数流动等。雷诺应力愚想,拟定预估压力场,求出响应速,继而离心泵的调节格局及其能耗剖析祁永林淮南矿业集团张集煤矿,安徽淮南232000泵改变转速调节和泵的串并联调节,用特征曲线阐发了出口阀门调节和泵变转速调节2种体式耗。但在实际应用时应该注重变速调节的规模。才能更好地应用离心泵变速调节中号,442文献标识码1 1引言离心水泵在煤矿生产扶植中普遍使用,它具有适用规模广包孕流量扬程及对输送介质性质的适应性体积小构造简洁操作轻易操作费用低等诸多长处。平常,所选离心泵的流量扬程可能会和求出压力场的批改值,再以此改善速度值,后同改善后的速度场求解动量离散方程系数。并用批改后了哄骗连气儿方程解压力场的坚苦,在收敛特征和计兑速度上有很大的优势,其离故格局常用有限容积法和有限差分法。所采用的花样首要有迎气势式指数格局;昆及格式队,花样等,个中,格用。压力批改法在实际应用中获得分歧的改善,进而有了晷1只5,比等,拟压缩法是,1于1967年提出的,对于弗成压缩流体在接连性方程插手压强对时间的异数项,此中包罗拟压缩系数。般迎过选择适当的拟乐缩系数来加速收敛,近似因子分化法足如于986丰提的,他将动量方工资±也分化为2部门即旋度由部门和故度自山部门。先求辅助流场。使其有确的旋。

  山批改辅助流场,使儿含有准确的,投,它在计较法定的天真性流线曲率法对低违叶轮结果优越,可在工程上采用。若加上适当的损失模型或界限层争论时考虑粘性影响,其效采会更好分块隐式法山于需要大董的算机内存1效率低而影管路中要求的不致,或因为生产义务工艺要求发生化,此时都要求对泵进行流量调节,其实质是改变离心泵的工况点。离心泵的工况点是由泵的特征曲线和管路系统特征曲线配合决意的,是以,改变任何个的特征曲线都能够达到调撙节量的目的。

  响广它的应用,3结语综合以上所述,离心风机数值模拟在以下几个方面还有待前进研究1拔取适当的湍流模型来提,计较精度;2因为离心风机内部界限复杂,能利便地生成较量网格以及在争论中便于点窜将有待尹前进研究;3索求更有效的算法来提高精度和速度,以降低较量时间和费用。

  游斌谢军龙。等。多翼离心风机的维数值剖析4.工程热物理,良之⑴玉戈上心斗扮斗及。

  李新宏,何慧伟,宫武腺等。离心通风机定常流动数值模拟。

  罗晟蔡兆麟,等。离心压缩机叶轮内维粘性流动的数值争论王晓峰,席光,等。两种典型离心压缩机叶轮内部流动的较量方式与剖析。风机手艺,200061821.

  交大流体力学专业,现首要从事讲授与科研工作。1吐022收稿日期200719



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