離心泵內二維流場的數值模擬

helloshigy

前言
離心泵是一種用量最大的泵，在給水排水及農業工程、
固體顆粒液體輸送工程、石油及化學工業、航空航天和航海
工程、能源工程和車輛工程等國民經濟部門都有廣泛的應
用。傳統離心泵的設計是靠實驗手段為基礎的設計．并借助
經驗判斷來確定最終的設計方案．此過程是一種需要不斷
設計和實驗的反復性工作。因此需要的周期較長，費用較高．
且對經驗的依賴性也較強。近十幾年來。隨著計算機技術的
飛速發展，數值模擬開始更為廣泛地應用于離心泵的設計和
流場分析中。FLUENT是一個用于模擬和分析在復雜幾何區
域內的流體流動與熱交換問題的專用CFD軟件l。它能夠準
確地描述離心泵模型內部的流動情況。且完全可以免去設計
初期繁瑣的原型生產和反復測試。快速地評價出模型尺寸的
變動對流動的影響，并得出改良方案。最后通過計算機數值
計算和圖像顯示的方法．把時間域及空間域上連續的物理量
的場(如速度場、壓力場等)非常直觀地顯示出來。因此利用
FLUENT對離心泵進行輔助設計成為一種可靠的方法。
2計算模型及軟件使用方法
2．1幾何模型
研究如圖1所示的二維離心泵。該泵由旋轉的葉輪和靜
止的蝸殼兩部分構成。流體從葉輪中央的圓形進口治徑向均
勻進人葉輪，經過旋轉的葉片作用后，得到能量，從蝸殼出口
讒出。已知葉輪的葉片數為6，升輪進、出口半徑分別為
23mm和55ram，葉片進口安放角(葉片與圓周方向夾角)和
出口安放角為20。，葉片厚度為3mm。蝸殼隔舌角(葉輪中心
至蝸殼螺旋線起點的連線與水平線夾角)為300。出121段擴
散角為4．29。。葉輪進1：2流速為5．7m／s．葉輪旋轉角速度為
5800r／min。
2．2流體區域和網格的生成
計算流體區域由兩部分組成：隨著葉輪一起轉動的流動
區域(葉輪區域)和處在蝸殼內不轉動的流體區域(蝸殼區
域)。離散化后的離心泵的二維網格圖如圖2所示。
3邊界條件及參數的設定
設置進口邊界：將進121 Inlet設為Vdoeity—inlet(速度進
口邊界條件)；設置出口邊界：將出口Outlet設為Outflow(出
流邊界條件)；把隨著葉輪一起轉動的流動區域(葉輪區域怍


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2012-10-23 15:40 上傳

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zijie

頂一個，我們組有做類似分析的。