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离心泵汽蚀非稳定流动特性数值模拟
  • ISSN号:1000-1298
  • 期刊名称:农业机械学报
  • 时间:0
  • 页码:67-72
  • 分类:TH311[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:[1]江苏大学流体机械工程技术研究中心,镇江212013, [2]江苏振华泵业制造有限公司,泰州225500
  • 相关基金:国家杰出青年科学基金资助项目(50825902)、江苏高校优势学科建设工程资助项目、江苏省科技支撑计划资助项目(BE2010156)和江苏省自然科学基金资助项目(BK2011504)
  • 相关项目:离心泵基础理论和节能关键技术研究
中文摘要:

为研究离心泵发生汽蚀时流道内部变化规律,通过三维软件Pro/E对离心泵内部流道进行三维造型,利用雷诺时均N-S方程和RNG k-ε两方程及SIMPLEC算法,采用全空化模型并考虑水中未溶解气体对空化的影响,应用计算流体力学软件CFX对离心泵全流道内的气液两相湍流进行了数值模拟计算,分析了离心泵内部发生汽蚀时的非定常流动的规律。结果表明:在汽蚀初生到临界汽蚀余量这一区间范围内,气体体积分数主要集中在无量纲径向位置为0.2附近的一段区间内。随着汽蚀余量的降低,气体体积分数的密度会相应地增加,受叶轮和蜗壳的耦合作用呈现不对称分布,在汽蚀初生时叶轮流道内压力波动呈正弦周期性变化。随着汽蚀余量的降低和气体分数的增加,叶轮流道内压力呈现不规则变化,压力脉动从隔舌处开始沿着叶轮旋转方向逐渐衰落。

英文摘要:

In order to study internal flow variation when centrifugal pump cavitations occur, three-dimensional modeling was used for centrifugal pumps internal flow through three-dimensional software Pro/E. Based on the Reynolds-averaged N -S equations with the RNG k-ε turbulence model and SIMPLEC algorithm, the full-cavitation model was used considering effects on cavitations when the gas was not dissolved in the water. By using the computational fluid dynamics software CFX, the numerical simulation calculation of vapor-liquid two-phase turbulence within whole flow passage of centrifugal pump was conducted and the laws of the unsteady flow when centrifugal pump cavitations occur were analyzed. The results show that within this range from the newborn to the critical cavitations NPSH, the gas volume fraction mainly begins from dimensionless radial position 0.2, and the gas volume fraction density correspondingly increases with the lower of NPSH. Affected by asymmetry distribution under the effect of the impeller and volute coupling, in the newborn of cavitations, impeller pressure fluctuations were sinusoidal periodic variation. With the lower of NPSH and gas volume fraction increasing, impeller pressure is changing irregularly. From the beginning of the tongue, along the impeller rotating direction, pressure fluctuation gradually declines.

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期刊信息
  • 《农业机械学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国农业机械学会 中国农业机械化科学研究院
  • 主编:任露泉
  • 地址:北京德胜门外北沙滩一号6号信箱
  • 邮编:100083
  • 邮箱:njxb@caams.org.cn
  • 电话:010-64882610 64867367
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1298
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1964/S
  • 邮发代号:2-363
  • 获奖情况:
  • 荣获中国科协优秀期刊二等奖,1997~2000年连续4年获中国科协择优资金,被列入中国期刊方阵,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42884