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CPS高效节能卧式双吸离心泵CFD模拟分析

        作者:凯利特
        来源:本站
      [导读]

      为了观察CPS型中开泵内部流道流体的流动情况和预测其性能,对其进行数值仿真计算。数值计算采用CFD软件Ansys-Fluent,其后处理程序能得出的进出口压力、扭矩以及压力云图及流线图、速度矢量图等结果,依此对泵进行性能预测,以及观察流体在泵流道内部的流动情况。

      数值计算过程:三维造型—网格划分—数值计算—后处理

      1、三维造型与网格划分

      1.1、三维造型

      本次数值计算采用的三维造型软件为UG 8.0,图1.1为三维造型图,图中泵流道连接顺畅、光滑。

      1.2、网格划分

      数值计算的载体为网格单元,网格质量的好坏直接影响数值计算结果的精度,本次数值计算采用的网格划分软件为Ansys-ICEM。在网格划分过程中需对边界进行名称定义,其边界包括进出口、壁面、交界面。网格划分完成,网格统计的数量为3417543,图1.2为网格划分图。

      2、计算模型设置

      数值计算的参数设置:

      计算方法:稳态。

      求解方法:SIMPLE算法。

      计算模型:标准κ~ε湍流模型。

      边界条件:进口采用速度边界,出口边界设置为自由出流(outflow),叶轮前后盖板、叶片、压水室、吸入室壁面都设置为壁面边界条件(wall)。

      交界面:两对(叶轮与进水段,叶轮与出水段)。

      参数设置完成后,对其进行迭代计算,图2.1为迭代计算图。

      3、流场分布

      3.1、速度矢量图

      图3.1为泵吸入室、压水室、叶轮、叶片上流体的速度矢量分布图,从图中可以看出,流体进入吸入室后,速度变化不大,但进入叶轮后,由于叶轮旋转产生的离心力使叶片对流体做功,流体的速度从叶片进口到出口不断增大,在压水室中,由于断面的不断增大和壁面对流体的作用,速度从隔舌到出口逐渐减少,速度分布符合泵的运行规律。

      3.2、压力分布图

      图3.2为泵叶轮叶片与压水室的压力分布图,图中叶轮叶片上的压力从进口到出口呈梯形增大,叶片背面压力明显少于工作面压力值,压水室的隔舍处压力值明显少于其它位置的压力值,这些符合伯努利方程和泵的内部压力分布规律。

      3.3、流线图

      水泵的流线图能够放映泵内流体流动是否流畅、顺滑,泵内是否存在漩涡以及滞留区域,从图3.3中看,泵内流体流动顺畅,不存在大面积的漩涡及滞留区域。

       

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