離心泵是一種通用水力機械,其內(nèi)部流動情況一直是泵設計人員十分關注的問題,因為泵內(nèi)流動的優(yōu)劣直接影響泵的性能。離心泵葉輪的內(nèi)部流動是很復雜均三維紊流流動,同時由于受旋轉(zhuǎn)和葉片表面曲率的影響還拌有脫流、回流及二次流的現(xiàn)象,是流體工程中較難的試驗研究和數(shù)值計算問題之一。早在20世紀5O年代,一些專家學者就開始嘗試使用數(shù)值計算方法來預測葉輪中的流動情況。但具有完備形態(tài)的內(nèi)流數(shù)值模擬,一般認為始于吳仲華教授的S1、S2兩類相對流面理論后,葉輪機械內(nèi)流數(shù)值模擬才得到了迅速發(fā)展。迄今為止,國內(nèi)許多學者已經(jīng)對離心泵葉輪內(nèi)部三維紊流數(shù)值模擬進行了研究,也取得了一些成果,但并不理想,也缺少實驗驗證。近年來得益于計算機技術的高速發(fā)展,計算流體力學CFD (Computational Fluid Dynamics)發(fā)展很快,許多商用CFD軟件應用非常廣泛,在離心泵內(nèi)部流場數(shù)值模擬上的應用也日見增多。通過CFD方法對離心泵葉輪內(nèi)部流動進行數(shù)值模擬,了解液流在葉輪過流部件中的速度和壓力分布,從而進行葉片的選型、設計和性能預測已成為現(xiàn)代泵技術的重要方法之一。
泵是一種應用廣泛、耗能大的通用流體機械,我國每年各種泵的耗電量大約占全國總耗電量的20%,耗油大約占全國總耗油量的50%。離心泵是各種泵中使用范圍最廣泛的,而一般的離心泵的整機效率只有50 %一60%,我國離心泵的運行效率平均比國外低10%-30%,節(jié)電潛力約為300-400億千瓦時,因此提高泵的性能和效率,將心水泵效率由三部分組成:機械效率、容積效率和水力效率,主要是水力效率比較低,要想提高水力效率,那么離心泵內(nèi)部流動的精確計算和性能預測是十分重要的。因此急需開展這方面的研究工作。充分利用飛速發(fā)展的CFD技術來預測離心泵的性能,查明影響離心泵性能的因素,研究一種新的離心泵設計方法,進一步提高泵的效率,從而從整體上提高它的性價比。
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