离心泵建模及其流场模拟分析研究.pdfVIP

· 机械研究与应用 ·2014年第3期(第27卷，总第131期) 研究与分析 离心泵建模及其流场模拟分析研究 许胜涛，叶 凡，阚 望，周毅钧 (安徽理工大学机械工程学院，安徽 淮南 232001) 摘 要：利用SolidWorks软件建立了泵体和叶轮的三维模型，在雷诺时均方程和RNGk-e湍流模型的基础上，利用 Fluent软件对离心泵叶轮进行了流场的仿真，获得了内流场的静压和速度分布情况，为之后产品的设计和优化提供 了 依据 。 关键词：离心泵；叶轮；建模；流场分析；Fluent 中图分类号：TH311 文献标志码：A 文章编号：1007-4414(2014)03-0039—02 M odelingandSimulationAnalysisofCentrifugalFlow FieldforCentrifugalPump XUSheng-tao，YEFan，KANWang，ZHOUYi-jun (AnhuiUniversityofScienceandTechnology，HuainanAnhui232001，China) Abstract：UsedSolidWorkssoftwaretobuildthethree—dimensionalmodelofthepumpandimpeller．BasedontheReynolds averagedequationsandRNG turbulencemodel，theimpeNerofcentrifugalpumpinFluentsoftwareissimulatedandtheflow fieldstaticpressureandvelocitydistributionisobtained．A basisisprovidedforthefutureproductdesignnadoptimization． Keywords：centrifugalpump；impeller；molding；flow fieldanalysis；Fluent O 引 言 况，分析研究了部件结构后在 SolidWorks软件环境下 离心泵属于较常用的节能高效泵，叶轮是离心泵 建立三维模型 ，如图1、2所示 。 最主要的过流部件，但也是泵运行中最易损坏的部 件…。离心泵本身结构复杂，泵 内流场复杂多变，运 行时叶轮所受冲击磨损较大。叶轮在多方面激振力 的作用下会产生不规律的振动，当激振频率和叶轮固 有频率相近时，共振作用下的叶轮对离心泵的运行会 一 ■ 造成重大威胁。因此叶轮的性能将会在很大程度上 影响整个离心泵的安全运行。 图1 离心泵外泵体三维图 图2 叶轮三维图 我 国的流动设计经多年发展积累了丰富的经验 ， 传统离心泵的水力设计多依赖于过去的设计经验 ，设 2 离心泵叶轮流场分析 计周期长，耗时耗力，而且实际流场情况复杂多变，使 2．1 控制方程 得传统的流体设计分析方法的缺点逐渐暴露。笔者 对于离心泵内不可压缩湍流流体，笔者利用雷诺 根据离心泵的实际工作情况，分析了内部流场的控制 时均方程分析离心泵 内部流场 。三维不可压流 方程和RNGk一 湍流模型，利用SolidWorks_2软件 场控制方程为： 完成了叶轮及外部泵体的建模并进行了网格划分，添 加了边界条件，在Fluent软件环境下对不同叶数的叶 + 蠹( (1) 轮 内流场进行了仿真分析 J，得到了速度和静压的 数据，揭示了内部复杂流场的大致情况，为其结构设 p [+ =一舞+毒。ui]+鲁 计提供 了数值依据。