给定转子动力学参数的离心泵内部流体力研究     

潘中永  陈士星  吴燕兰  张大庆  李彦军 《农业机械学报》2013,44(7):55-60,66

通过数值模拟和试验,研究了涡动情况下偏心距和涡动频率比对离心泵内外特性的影响。在给定一系列转子动力学参数条件下,采用RNG k-ε湍流模型对包含前后泵腔在内的全流场进行数值模拟,分析了偏心距对离心泵外特性的影响和涡动频率比对离心泵内部流场的影响,研究了离心泵内部流体力的分布情况以及偏心距和涡动频率比对离心泵内部流体力的影响。研究结果表明:随着偏心距的增大,泵高效区范围变窄;流体力的法向分力Fn、切向分力Ft均与涡动频率比ω/Ω近似呈二次函数关系,这种二次函数关系与偏心距大小相关;叶轮受到的流体力主要来源于叶轮内部流体,且叶轮内部流体周向压力分布不均。对于离心泵来说,当ω/Ω>0时,叶轮内的旋涡较少,水力损失较小,对涡动效果有抑制作用;当ω/Ω<0时,叶轮内旋涡较多,水力损失较大,对涡动效果有促进作用。  相似文献   

基于结构化网格的离心泵全流场数值模拟   总被引：7，自引：0，他引：7  

李晓俊  袁寿其  潘中永  袁建平  司乔瑞 《农业机械学报》2013,44(7):50-54,49

采用计算流体力学(CFD)方法对全流场模型下离心泵的性能进行了分析。阐述了离心泵计算区域的拓扑块生成和结构化网格划分方法;分析了全流场模型和非全流场模型的数值模拟结果,并比较两者产生差异的原因。证实了腔体的存在对模拟结果的影响,得到的全流场数值模拟性能预测精度优于非全流场数值模拟,其流态分布也存在显著的差别,并获得了口环泄漏量与离心泵流量和扬程的关系。将离心泵全流场模型的模拟结果与试验值进行了对比:设计工况点(Qd),离心泵的扬程相对误差为0.79%,效率相对误差为0.9%,模拟结果和试验结果比较接近;在0.2Qd时,扬程相对误差为6.24%,效率相对误差为9.61%,极小流量点的数值模拟精度有待提高。  相似文献   

离心泵边界层网格的实现及应用评价   总被引：7，自引：4，他引：3  

李晓俊  袁寿其  潘中永  李亚林  阳君 《农业工程学报》2012,28(20):67-72

为了定量研究网格质量对离心泵数值模拟计算精度的影响,以结构化网格为例,从网格数量、近壁区网格加密和网格拓扑块生成方法3个方面系统研究了离心泵边界层网格的构建和应用评价过程。在网格数量无关性分析的基础上,生成了3套不同质量的边界层网格,并分别采用标准k-ε模型、RNGk-ε模型、标准k-ω模型和SSTk-ω模型模拟了比转速为103的单级单吸离心泵的内外特性。将数值模拟结果和试验结果对比,发现具有边界层网格的模拟结果与试验值更为吻合,设计工况下,粗边界层网格基于标准k-ε模型的扬程预测精度比无边界层网格的模拟结果提高了1.19%。评估了边界层网格质量与湍流模型的关系,发现湍流模型的选择和边界层网格的质量密切相关,网格节点到壁面的最近距离Y+在200左右基本能满足k-ε湍流模型对近壁区网格质量要求,而选用k-ω模型时,至少保证Y+≤100。  相似文献   

高比转速混流泵空化工况下径向力分析   总被引：1，自引：1，他引：0  

张肖  潘中永  张大庆  李彦军  黄丹 《灌溉排水学报》2016,(4):71-75

以高比转速混流泵为研究对象,基于Rayleigh-plesset空化模型和剪切应力输运湍流模型(SST),应用计算流体动力学,分析了数值计算过程中叶轮径向力;并采用类似分析方法对空化工况下叶轮径向力的变化情况进行了分析。结果表明,叶轮受到的瞬态径向力合力随着叶轮的转动呈现周期性变化,且频率和叶轮叶片数表现出相关性,但所受径向力的幅值却随空化程度加深而有所增加。在NPSHA分别为13.95、7.87和3.82m这3种工况下,叶轮瞬态径向力合力的波动均呈现非常规律的周期性,都是4个波峰和波谷,与叶轮叶片数相同。而空化状态下叶轮径向力合力较正常工况下的幅值有所增加。  相似文献   

双蜗壳离心泵空化流动对隔舌处压力脉动特性的影响   总被引：1，自引：0，他引：1  

杨敬江  李先军  潘中永  何松 《排灌机械工程学报》2020,38(5):445-450

应用数值计算方法分析了双蜗壳离心泵内空化流动影响隔舌部位压力脉动特性情况,以进一步明晰空化流动诱导泵振动噪声机理.采用SST k-ω湍流模型和Zwart-Gerber-Belamri空化模型,对设计工况下的泵内空化流动和无空化流动进行了非定常数值模拟,数值模拟结果表明:SST k-ω湍流模型能准确预测双蜗壳离心泵的能量特性指标;泵内空化的空泡初始产生于叶轮叶片进口吸力面根部,随着装置空化余量的降低,空泡云沿着叶轮叶片吸力面向叶片出口和前盖板方向发展,叶轮内部空泡的发展并不均匀,加剧了叶轮内部流动的不稳定性.对比叶轮旋转一周在空化和无空化流动状态下发现,2个隔舌处各个监测点的压力脉动具有明显周期性,在无空化状态下,隔板进口处监测点的压力脉动主频为2倍叶频,其他监测点压力脉动主频均为叶频;空化状态下2个隔舌处各个监测点的压力脉动主频均为叶频,压力脉动幅值明显增大.  相似文献   

离心泵输送不同粘度流体的数值分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

潘中永  曹英杰 《排灌机械》2009,27(3):168-172

基于FLUENT数值模拟软件,利用有限体积法对雷诺时均Navier-Stokes方程进行离散,选用标准k-ε湍流模型,压力和速度耦合采用SIMPLEC算法,对3种不同粘度流体在5种不同工况下分别进行数值计算,由数值计算结果分析得出离心泵内部三维流场随流体介质粘度的变化而变化的规律.同时,将3种情况下的预测扬程和效率进行对比分析,得出不同粘度流体对离心泵外特性的影响情况.相同流量下,随粘度增大,扬程降低.在设计工况点附近,效率随粘度变化相差不大,但在远离设计工况点时,随粘度变化的效率差别比较大.由模拟结果可知：采用不同粘度的介质时,离心泵内部压力和速度分布与采用清水介质得到的规律是基本一致的.  相似文献   

三叶片半开式无堵塞叶轮设计方法研究     

朱荣生  曹卫东  李红  潘中永 《排灌机械》2002,20(6):10-12

对三叶片半开式无堵塞叶轮的设计方法进行了研究，并对已有的数据进行了科学的统计分析，得到了三叶片半开式无堵塞叶轮参数的统计公式。  相似文献   

离心泵泄漏流转子动力学特性分析     

潘中永  潘希伟  李晓俊  陈士星 《农业机械学报》2013,44(11):67-71

为研究泄漏流对离心泵转子振动特性的影响,以及计算由于离心泵前腔泄漏流作用在盖板上的不对称压力形成的涡动力,建立了离心泵前腔泄漏流模型,提出了一种研究离心泵前腔泄漏流诱导产生涡动力的数值计算方法。首先对离心泵进行全流场数值模拟,然后把其运算结果作为前泵腔单独数值模拟的初始条件,分析前腔流道内部流场的压力和速度矢量分布情况,并求出不同涡动频率比对应的法向和切向涡动力,最后运用最小二乘法对涡动力与涡动频率比之间的二次曲线进行拟合,求出全部6个转子动力学系数,结果表明数值模拟能较准确地计算出前腔泄漏流诱导产生的涡动力。  相似文献   

潜水搅拌器转轮的三维造型     

黄道见  盛降  李维斌  朱荣生  潘中永 《农机化研究》2004,(2):230-231

本课题进行的转轮实体造型的研究是有Pro／ENGINEER软件，通过输入数据来进行三维造型。为以后分析打下基础。  相似文献   

低比转速离心泵加大流量设计法研     

倪永燕  袁寿其  袁建平  潘中永 《中国农村水利水电》2007,(8):126-129

建立了求解低比转速离心泵加大流量设计时计算两个放大系数的约束方程组，数值计算得到了能够在运行点得到最高效率的比转速放大系数和流量放大系数的系列曲线图。进而得到了比转速放大系数与流量放大系数的关系，以及建立在这一关系基础上的叶轮出口宽度计算公式。现有的采用加大流量设计法得到优秀的水力模型大都满足计算得到的结果，一般设计采用的叶轮出口宽度计算的经验公式也与计算结果相吻合。然后以实例对低比转速离心泵加大流量法设计的关键几何参数的选取进行了分析并进行了实验研究。  相似文献