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不銹鋼離心泵內(nèi)部流場相關(guān)參數(shù)的計算講解
點(diǎn)擊次數(shù):1926 更新時間:2020-01-13
   從不銹鋼離心泵的性能范圍看,大型泵的流量每小時可達(dá)幾十萬立方米以上,而微型泵的流量每小時則在幾十毫升以下;泵的壓力可從常壓到高達(dá)19.61Mpa(200kgf/cm2)以上;被輸送液體的溫度低達(dá)-200℃以下,z高可達(dá)800℃以上。泵輸送液體的種類繁多,諸如輸送水(清水、污水等)、油液、酸堿液、懸浮液、和液態(tài)金屬等。
  在化工和石油部門的生產(chǎn)中,原料、半成品和成品大多是液體,而將原料制成半成品和成品,需要經(jīng)過復(fù)雜的工藝過程,離心泵在這些過程中起到了輸送液體和提供化學(xué)反應(yīng)的壓力流量的作用。此外,在很多裝置中還用該泵來調(diào)節(jié)溫度。
  不銹鋼離心泵的內(nèi)部流場數(shù)值模擬包括對泵葉輪、吸入室和壓水室內(nèi)流場的模擬,并且為了保證性能預(yù)測的精度,一般都要進(jìn)行全三維的數(shù)值模擬。
  由于離心泵內(nèi)的流動一般都是湍流,而對湍流的數(shù)值模擬是CFD(計算流體力學(xué))的一個難點(diǎn),但同時又是一個熱點(diǎn),因此要對離心泵內(nèi)流場進(jìn)行準(zhǔn)確的全三維數(shù)值模擬還有較大的困難。目前湍流的數(shù)值模擬方法主要有三種:
  1.直接模擬(DNS)
  由于計算機(jī)速度和容量的限制,該方法在工程中還應(yīng)用得較少。
  2.大渦模擬(Large EddySimulation)
  該法通過某種濾波方法將湍流運(yùn)動分解成高度各向異性的大尺度渦和大致各向同性的小尺度渦,對前者通過數(shù)值求解微分方程進(jìn)行直接計算,而后者對前者的影響則通過近似模擬來處理。同直接模擬一樣需要比較大的計算機(jī)容量和很快的處理器。
  3.雷諾(Reynolds)時均法
  這是目前流體機(jī)械中采用的主要方法。該法將N-S方程對時間作平均,求解均量,但需要用湍流模型來封閉方程組。雙方程湍流模型由于有較好精度和通用性且計算量又不太大,所以成為研究z多、應(yīng)用廣泛的模型之一。
  不管采用哪一種計算方法,所有的計算過程都是由計算機(jī)完成的、包括建模、網(wǎng)絡(luò)劃分、計算及不銹鋼離心泵流場分析等一系列過程。目前很多商業(yè)軟件如FLUNT、STARCD、FIDAP都可以進(jìn)行三維湍流計算,且具有一定的精度。
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