| 三种泥沙扩散系数模型对双吸离心泵内固液两相流流场计算的影响 |
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| 引用本文： | 张自超,李延频,张兰金,陈德新.三种泥沙扩散系数模型对双吸离心泵内固液两相流流场计算的影响[J].农业工程学报,2023,39(7):77-88. |
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| 作者姓名： | 张自超 李延频 张兰金 陈德新 |
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| 作者单位： | 1. 华北水利水电大学能源与动力工程学院，郑州 450045；2. 华北水利水电大学河南省流体机械工程技术研究中心，郑州 450045 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目（51909094）；华北水利水电大学高层次人才科研启动项目（201705010） |
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| 摘 要： | 作为模拟双吸离心泵内固液两相流的一种常用方法，欧拉-欧拉法中的泥沙扩散系数常通过多种模型进行计算。为选择适宜的泥沙扩散系数模型进而提高固液两相流数值计算的精度，该研究采用3种常见泥沙扩散系数模型Non-diffusion coefficient model（NON-DC）；Diffusion-in-volume of fluid model（Diffusion-in-VOF）；Diffusion coefficient affected by particle diameter and particle concentration model （DC-PDPC），在25、100和200 μm 3种含沙粒径和不同流量(0.6和1.0倍额定流量)条件下，对双吸离心泵内固液两相流场进行数值模拟，分析其对泵内固相浓度和固相速度的定常和非定常结果的影响。结果表明：1）当颗粒粒径不大于100 μm时，3种模型计算得到的双吸离心泵内固液两相流的固相浓度和速度定常结果基本相同；当颗粒粒径大于100 μm时，定常结果有所差异，随着颗粒粒径的增大，差异逐渐增大，差别最大可达60%。2）在不同颗粒粒径的条件下，采用3种模型得到的固液两相流场的固相浓度和速度非定常结果差异较大，且随着颗粒粒径的增大，差异逐渐增大，差别最大可达30%。含沙颗粒粒径不大于100 μm时，3种模型得到的定常结果基本相同；而大于100 μm时，定常结果差异较大；同样地，在不同含沙粒径条件下的非定常计算结果也差异较大，需要选择合适的泥沙扩散系数模型。3）定常计算时，当颗粒粒径不大于100 μm时，推荐NON-DC模型；随着颗粒粒径的增大，推荐使用DC-PDPC模型；当非定常计算时，推荐使用DC-PDPC模型。研究为准确地进行离心泵内固液两相流数值计算提供参考。
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| 关 键 词： | 泥沙 数值分析 模型 双吸离心泵 扩散系数模型 定常 非定常 |
| 收稿时间： | 2022/11/30 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2023/1/1 0:00:00 |
Influences of three types of sediment diffusion coefficient model on the calculation of solid-liquid two-phase flow in double suction centrifugal pump |
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| ZHANG Zichao,LI Yanpin,ZHANG Lanjin,CHEN Dexin.Influences of three types of sediment diffusion coefficient model on the calculation of solid-liquid two-phase flow in double suction centrifugal pump[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering,2023,39(7):77-88. |
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| Authors: | ZHANG Zichao LI Yanpin ZHANG Lanjin CHEN Dexin |
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| Institution: | 1. College of Energy and Power Engineering, North China University of Water Resources and Electric Power, Zhengzhou 450045, China; 2. Henan Fluid Machinery Engineering Technology Research Center, North China University of Water Resources and Electric Power, Zhengzhou 450045, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | sediments numerical analysis models double suction centrifugal pump diffusion coefficient model steady unsteady |
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