不銹鋼離心泵內(nèi)部流場(chǎng)相關(guān)參數(shù)的計(jì)算講解
點(diǎn)擊次數(shù)：1948 更新時(shí)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(shí)可達(dá)幾十萬立方米以上，而微型泵的流量每小時(shí)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(chǎng)數(shù)值模擬包括對(duì)泵葉輪、吸入室和壓水室內(nèi)流場(chǎng)的模擬，并且為了保證性能預(yù)測(cè)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(dòng)一般都是湍流，而對(duì)湍流的數(shù)值模擬是CFD(計(jì)算流體力學(xué))的一個(gè)難點(diǎn)，但同時(shí)又是一個(gè)熱點(diǎn)，因此要對(duì)離心泵內(nèi)流場(chǎng)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(jì)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(dòng)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(duì)前者通過數(shù)值求解微分方程進(jìn)行直接計(jì)算，而后者對(duì)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(jì)算機(jī)容量和很快的處理器。
3.雷諾(Reynolds)時(shí)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(duì)時(shí)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(jì)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(jì)算方法，所有的計(jì)算過程都是由計(jì)算機(jī)完成的、包括建模、網(wǎng)絡(luò)劃分、計(jì)算及不銹鋼離心泵流場(chǎng)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(jì)算，且具有一定的精度。
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