不同湍流模型在轴流泵叶顶泄漏涡模拟中的应用与验证
2013-10-28 张德胜 江苏大学流体机械工程技术研究中心
为寻求一种经济、适合的湍流模型模拟轴流泵叶顶泄漏涡的结构和运动特性,该文基于ANSYSCFX软件平台,优化了六面体网格拓扑结构,比较了标准k-ε湍流模型(standardk-ε)、重正化群k-ε湍流模型(renormalizationgroupk-ε,RNG),标准k-ω湍流模型(standardk-ω)和SSTk-ω湍流模型(shearstresstransport)等4种湍流模型在轴流泵叶顶泄漏涡模拟中的计算精度和叶顶泄漏涡流场特征。数值模拟和试验结果表明,在最优工况下,SSTk-ω湍流模型预测外特性曲线与试验曲线吻合较好,扬程误差为4.688%,较其他3种湍流模型准确;4种湍流模型计算的叶顶泄漏涡流线、叶顶区压力场和轴面速度场分布规律相似,但RNGk-ε和SSTk-ω湍流模型计算的涡卷吸较强,涡带的旋涡强度相对较大。真空技术网(//crazyaunt.cn/)基于旋涡强度提出了一种对叶顶泄漏涡的涡心进行识别的方法,并与高速摄影拍摄的涡带结果进行了对比,在设计流量工况和大流量工况下,发现SSTk-ω湍流模型计算的叶顶泄漏涡运动轨迹与试验结果吻合度较好,验证了SSTk-ω湍流模型在轴流泵叶顶泄漏涡模拟具有较好的适用性。
在轴流泵中,桨叶与转轮室之間难以以免具有叶顶厚度,嫩叶轮缘与端壁的相对来说的健身及及叶顶厚度前后轮压力用造成了叶顶遗漏流,其与嫩叶风量面的比较主打垂线确立叶顶遗漏涡(tipleakagevortex,TLV)。遗漏涡干预比较主打的健身,平衡道近20%的空间区域造成影向。轴流泵叶顶厚度的遗漏流在以前二十一世纪50年间已被大家关注。195几年,Rain搭建了厚度出入量3d对沙盘模型,该3d对沙盘模型可估价出遗漏流在风量面上端进出口的水流量,并能介绍因此遗漏流诱发的转轮热效率变化无常,但不要运算流场的微观世界出入量型式。马上又,Chen等也对叶顶厚度出入量搭建了简化法3d对沙盘模型,并从系统论上求出出二维遗漏涡的的健身规迹方位角。戴辰辰等基本概念商用厨房APP议论了叶顶厚度对轴流泵外特征英文的影向,也计算出来了像的实验结论,并介绍出厚度遗漏涡是因此厚度遗漏流与比较主打出现卷吸而确立的。梁开洪等介绍了遗漏涡的特征英文与泵的采取载荷体现了广泛的关联。BWMcCormich等对水利自动化组织结构的厚度遗漏涡出现及及进步过程中 采取了过程介绍。以上所述的的探究看得见,轴流泵叶顶区流场的的的探究已拿得某种的的的探究进步,日前值模拟系统办法莫染为有用的的的探究办法组成。 根据轴流泵叶顶区的真实度流场极其简化,根据叶顶时候等简化界限前提条件的会出现,变化中常会带有变化拆分、首次流、叶尖漏洞流和汽蚀涡旋等简化变化现状,测试措施没办法更准检测的叶顶漏洞涡的节构结构,取舍适当的湍流模式化参与参数模仿是关键的实验方法之四。是共有的湍流模式化不少,争对水能力自动化设备,一系历史学家也提出了了调整的湍流模式化[19],是水能力自动化设备电磁学模式化的齐全性和特殊的性,现争对轴流泵叶顶漏洞涡换算,尚末见一些的湍流模式化换算比对和认可。所以,这篇文以南水北调同唱测试模式化(识别码TJ-ZL-02)的等比例图放大泵用于实验的对象,在不一样情况下对网格没有关系性参与分享,并可以通过换算值与测试数据的比对,意在探究不一样湍流模式化在轴流泵叶顶漏洞涡参数模仿中的适合性。轴流泵模型及数值计算方法
1.1、几何体仿真模型 这篇文筛选中了南水北调工程建设沈阳同演实验的TJ04-ZL-02号不错 轴流泵3d建模 为伴演泵,以它等此例放缩为水泵扇叶口径不低于为200mm的3d建模 泵为调查客体,其基本上性能参数:水泵扇叶口径不低于D2=200mm,叶尖数Z=4,导叶叶尖数Z'=7,轉速n=1450r/min,0°叶尖按装角的合理性情况下的总流量Q=392.80m3/h,3d建模 泵核算区域内以实验平台制定,全流场的3D小平面场地布置相应图1已知。








