基于CFD技术在离心式通风机内部气固两相流数值模拟.doc

基于CFD技术在离心式通风机内部气固两相流数值模拟摘要 数值模拟方法是近些年来发展的比较迅速的一种新方法，而CFD技术是目前离心机械领域的研究热点，在离心式通风机设计中也获得越来越广泛的应用。本文介绍了离心式通风机叶轮的CFD数值模拟方法，阐述了国内外学者在这些方面的研究进展,总结了CFD 技术在离心式通风机内部流动数值模拟中的应用，重点阐述了介绍了CFD软件的概况和特点，以及fluent软件的组成和应用流程，以离心式通风机为例说明了fluent软件离心式通风机内部气固两相流流场中的数值模拟中的应用包括所采用的模型、控制方程，边界条件等，并对离心式通风机内部流动数值模拟的发展进行了展望。关键词：CFD；Fluent;离心式通风机；气固两相流动；数值模拟1 引言气-固两相流通风机广泛应用于气力输送、煤粉燃烧、航空航天、环保除尘等场合。当含有固体颗粒的流体作为工作介质通过叶轮机械，被流体夹带的固体颗粒将对所流经的固体壁面产生磨损作用，严重的将使过流部件洞穿和变形，恶化风机内的流动特性。尤其对于烧结、排尘、锅炉引风机等，由于固体颗粒对叶片和机壳表面的经常冲击，使叶片和机壳磨损最为严重，甚至引发叶片断裂及飞车等重大事故。据有关资料统计，含固体气-固两相流通风机约占年产量40，可见研究气-固两相流风机磨损具有重要的意义。离心式通风机的内部流动非常复杂，一般是三维的湍流流动，由于叶轮旋转和表面曲率的影响，还伴有如分离流、回流及二次流等复杂流态，是流体工程中最难进行试验和理论研究的流动问题之一。20世纪60年代后，由于计算机技术的发展，寻找问题的数值解已成为可能，所以应用先进的数值方法对三维叶轮的流动进行模拟，准确地模拟出不同工况下流场中的各种细节，获得更多的流动特性，对流动机理的分析及离心式通风机的研发工作等有很大的实际意义。因此，基于以上所述，本文将主要从CFD 数值模拟在离心式通风机内部气固两相流数值模拟中的应用现状、遇到的困难及今后的发展前景等方面进行探讨。2 离心式通风机内部流场的数值模拟方法及目前CFD 在通风机内部流场数值模拟中的应用对于离心式通风机内部流场的计算，早于上世纪40年代就开始了。我国在五十年代初期由著名的科学家吴仲华教授提出了叶轮机械内部两类相对流面理论1这一理论的研究成果对于提高叶轮机械的研究与设计水平有着划时代的意义。上世纪80年代是是叶轮机械内流无粘数值模拟时期，受计算机技术的制约，这个时期的内流计算常简化为二维不可压势流、准三维或全三维势流，以流函数、势函数或欧拉方程为控制方程进行求解。主要的求解方法有流线曲率法和准正交面法。在19801990年间，离心风机内流的数值模拟有了新的发展，不再停留在势流阶段，而足开始综合考虑内流的粘性、回流及旋涡对内流的影响，计算机技术的发展也使得更为复杂的数值计算方法开始出现，包括势流一边界层的迭代解法，涡量一流函数法等。从20世纪90年代开始，大容量、高速度计算机的出现、矢量机的问世以及并行计算技术的发展，极大地推动了计算流体力学的发展，离心风机内流数值模拟进入了一个三维粘性数值模拟时期，通过直接求解雷诺时均方程，结合以湍流模型来计算叶轮内的三维粘性流动称为离心式通风机内部流场数值模拟的主流。这时期的数值模拟方法包括压力修正法、时间相关法和拟可压缩法等。离心式通风机内部的气固两相流动的研究起步要晚一些，国内外对叶轮机械中气固两相流的研究首先集中于轴流压气机和汽轮机。到80年代左右对离心风机中气固两相流的研究有所增加。1973年MFathy和Tabakof用数值方法求解了透平机械旋转叶栅中固体粒子的运动轨迹。1975年GGrant和WTabakoff用统计力学的方法对粒子反弹特性及固体壁面磨损进行了预测，首先推导了固体粒子在透平机械旋转叶栅中运动的三维控制方程的一般形式，然后解决了在径向或轴向透平中粒子轨迹和速度的测定问题。AHamed在1982年采用三维气体流场计算了汽轮机定子中的粒子运动轨迹2。要确定粒子轨迹，就需要知道粒子与壁面之间的碰撞和反弹关系，MFathy和TabakoffE在1983年提出了反弹模型3。在国内，刘洪胜对鼓风机进行了计算，并在弯管中进行了磨损试验。叶雯在1987年计算了离心风机内粒子运动的轨迹4。费瑞乾明考察了边界层对粒子轨迹的影响5。邓建玲计算了三元扭曲叶片内粒子的运动轨迹。马林用连续介质模型采用欧拉法分析了离心叶轮中气固两相流流动的规律。姚成范提出了气固两相流离心风机叶型的设计方法6。凌志光提出-f-相三元带粒流动的基本方程和一种用于叶轮机械的双重流面求解模型等7。樊建人等提出了气固两相流中颗粒一颗粒随机碰撞新模型，该模型主要是针对浓度较高的两相流提出的一种碰撞概率新概念8。此外，该模型提出的在所研究的控制体中选择虚拟颗粒的方法，弥补了以往模型的缺陷a徐进等人分别采用双流体模型和颗粒轨道模型对稀疏气固两相流进行了数值模拟9。蔡兆林等计算了离心风机叶轮内的气固两相流动，对叶轮进口处气固两相在不同条件下的计算结果进行了比较10。史峰等用拉格朗日方法对稀薄气固两相流进行了数值分析，着重讨论了有颗粒存在时，颗粒对气流速度分布的影响11。CFD软件可以相对准确地给出流体流动的细节，如速度场、压力场、温度场等的时变特性。因而不仅可以准确预测通风机的整体性能，还可以很容易地从对流体的分析中发现产品或工程设计中的问题，减少未预料到的负面影响。这样产品设计或优化对试验的依赖性大为减少，能够显著缩短设计周期，降低费用。目前通风机内部流动的数值研究已不再局限于流场分析、性能预测的正命题研究，通风机内部流动的CFD数值模拟己成为当前较为活跃的研究领域之一。目前通风机内部两相流的研究主要集中在模拟颗粒在风机中的运动轨迹、固体颗粒的大小以及风机的流量都对固体颗粒运动的影响、颗粒在风机中的分布及速度。CFD商业软件主要有：Numeca、Fluent、和CFX等，Fluent是流体软件中通用性强的商业软件，它具有计算方便、省时省力、模拟效果好可以和实验相互验证等优点，在国内使用比较普遍。下面以Fluent为例说明其在气固两相流通风机数值模拟中的实现过程及及研究结论、研究动向。 3 风机叶轮内气固两相流的数值模拟理论基础3.1气固两相流的研究方法拉格朗日法和欧拉法含有大量圆体或液体颗粒的气体或液体流动，或者含有气泡的液体流动，称为“两相流”或“多相流”。两相或多相流广泛存在于自然界及工程中，可以认为，绝大多数的流动都是多相流。在通风机、鼓风机、透平压缩机等用途广泛的通用叶轮机械中，由于工作环境的影响，经常有固体颗粒掺入，有些甚至是在高颗粒浓度环境下工作，我们所研究的离心风机叶轮内部的流场是气一固两相流场。在研究气固两相流动时，通常有两种方法：一种是将气体相视为连续介质，而将固体颗粒视为不连续的个体，通过对施加在单个固体颗粒上各种力的分析得到固体颗粒在气流中的轨迹和其他参量，这就是所谓的拉格朗日方法，该方法应用的对象就是分散颗粒群轨道模型。另一种方法则除了将气体视为连续体外，还认为固体颗粒足够小，一小块流体就能包含足够多的固体颗粒，以至可用统计平均量来描述，所以可将固体颗粒视为连续的“伪流体”，通过求解气体和固体颗粒的方程得到气固两相流的运动学特性，这就是所谓的欧拉方法，该方法应用的对象就是单流体和双流体模型。当固体颗粒尺寸足够小，它们随着气流一起运动，该流动可以当作单相流处理，这种气固两相流模型称为单相流体模型；当固体颗粒足够大以至固体颗粒和气体之间存在速度差时，这种气固两相流模型称为双流体模型。拉格朗日法一般又有两种途径，一种途径是只考虑气流对固体颗粒的作用，不考虑固体颗粒对气流的影响。Hussein等12采用这种途径计算出了固体颗粒在叶栅中的运动轨迹，然而，这种途径只能在固体颗粒为稀相的情况下使用，否则会带来较大误差。另一种途径是考虑气流和固体颗粒之间的相互作用，通过在气流方程中增加一个反映固体颗粒对气流影响的源项，来得到气流场，该气流场又对固体颗粒的运动产生作用，其中应用较广的有PsIcELL方法13。在欧拉方法中，必须引入气相和固相的体积浓度，并求解两相的连续性方程、动量方程和能量方程。这时两相的方程之间存在耦合，并且固体颗粒对气流的影响正比于固体颗粒的空隙率。Tusji等采用欧拉法对叶轮机械气固两相流单流体模型进行了分析14，得出了流体作功表达式、气固混合流中的压头损失以及两相流损失之比的表达式，Balije15、林建忠16分析了气固两相流对叶轮中分层效应的影响。Tabakoff等较早地将欧拉方法应用于双流体模型中，它以整个叶片通道可视为两个流管，一个在压力边、一个在吸力边为基本假设推导出了气固混合流控制方程17。3.1湍流两相流的基本守恒方程 对于湍流多相流，有如下形式的时均方程组。流体相连续方程:流体相动量方程颗粒相动量方程流体相能量方程颗粒相能量方程 以上各式中，表示密度，t表示时间，v表示速度，T为温度。下标k表示颗粒相的变量，带上横线的变量表示湍流时均值，带上标“”的变量为湍流脉动值。在动量方程中，Pgi为考虑浮力影响的重力项.在能量方程中，CpTS及CpTSkp分别为单位体积中流体相与颗粒相的白于变质量所造成的能量源，qr为流体辐射热，Qrk为颗粒辐射热，WsQs:为流体相单位体积中反应放热，Qh为颗粒表面热效应。nk为颗粒的数密度，mk为每个颗粒的质量，FMi，为Magnus力，Sk为单位体积中体平均的物质源，;rk驰豫时间，对于颗粒悬浮体多相流而言，可有: 以上方程是湍流多相流的最一般的描述方法，是不封闭的。根据不同的湍流多相流模型将对其进行不同的简化，或者采用模拟封闭法，以使问题得到解决。3.2 气固两相流的计算模型 从力学角度出发，解决叶轮机械的磨损问题离不开支配粒子流运动的基本方程。由于叶轮机械的气固两相流整个介质具有两相，根据不同情况和不同的问题特征，这两相可以看作是统一混合物的连续介质，还可以看作一是连续介质，一是离散介质。基于这种区别，叶轮机械的气固两相流，可表述为三种不同的基本模型。把气固两相流视为单一混合物的连续介质处理，通常称之为单流体模型;把气固两相流视为相互作用着的、又相互独立的两种连续介质处理，通常称之为多流体模型;而对把流体相视作连续介质，把固粒相视作离散介质处理，通常称之为颗粒轨道模型，该模型适用于颗粒浓度非常低的情形。有了各种计算模型对上述方程进行简化或封闭，就可以计算颗粒相和流体相在叶轮中的流场，从而得到研究磨损所需要的各参数的值。另外，在最早期还有极端的简化模型:单颗粒动力学模型和小滑移模型。3.3 颗粒轨道模型3.3.1基本假设 颗粒轨道模型中设:颗粒为与流体有滑移的离散群，即vki vi; TkT;不考虑颗粒的湍流扩散，粘性及导热;颗粒按初始尺寸分布分组，各组只有其自身的质量变化，互不相干;各组颗粒由一定的初始位置出发沿各自的轨道运动，互不相干;颗粒对流体的作用按等价地散布于流体单元内来考虑。183.3.2基本守恒方程 按以上的基本假定，忽略颗粒相自身各变量的脉动，并且忽略流体相的密度脉动及变质量源脉动，则可得到确定轨道模型的湍流两相流基本方程组：连续流量方程:颗粒相连续方程：流体相动量方程：颗粒相动量方程：流体相能量方程：颗粒相能量方程：流体组分方程：式中，Vkn为颗粒流速垂直于流管断面的分量，e为有效粘性系数，为常分数，Ys为s组分的质量分数，Ws为流体相中:组分反应率。3.3 轨道模型求解方法 整个的颗粒与流体藕合的算法称为PSIC法(Particle Source in Cell Method)，其求解具体过程如下：3.31多流体模型(颗粒相拟流体模型)3.311基本假设 多流体模型的基本点在于把颗粒群作为与流体互相渗透的拟流体或拟连续介质。基本假设包括:空间各处各颗粒相与流体相共存，各相具有各自不同的群体速度、温度及体积分数;各颗粒相在空间中有连续的速度、温度及体积分数分布;颗粒相有自身的输运性质(湍流粘性、扩散和导热等);各颗粒相按初始尺寸分组。193.312基本守恒方程由湍流两相流时均从守恒方程组出发，按多相流模型概念直接封闭该方程组，是比较完整和严格的模拟两相湍流的方法。可以仿照对单相流体湍流的模拟方法来模拟湍流两相流的流体相及有湍流脉动的颗粒相。忽略非定常关联项流体的密度脉动，颗粒质量损失率的脉动及阻力项的脉动，即取，。并且对流体相动量，能量及组分方程中关联项取与单相流相同的模拟方法，可得如下湍流两相流时均方程组。流体相连续方程：颗粒相连续方程：流体相动量方程：流体相能量方程：4.气固两相流的数值模拟41叶轮叶片的几何建模在UG里进行几何建模图4.1所示： 图4.1叶轮的几何模型42网格划分采取对叶轮整体划分网格的方法划分网格如图4.2所示： 图4.2叶轮流体计算域网格4.4计算条件的设置 采用拉格朗日方法对叶轮内的气固两相流场进行数值模拟，来研究不同粒径的颗粒的运动轨迹、颗粒所占的不同的体积分数对磨损量的影响，因此有部分边界条件设置会随之改变。这里先说明不变的计算条件:进口流速:33m/s;转速:2750 r/min;外界大气压力:100000Pa;壁面条件:光滑壁面，气相无滑移，颗粒相自由滑移;气相湍流模型:雷诺应力模型(Quasi-Isotropic模型);出口压力:30000Pa;固相颗粒的物性参数:密度:2702kg1m3，动力粘滞系数8.899 X 10-4kg/ Cm.s ) ;标准状态下空气的物性参数:密度1.284kg1m3，动力粘滞系数1.725 kg/(m.s);计算收敛控制条件:当每一个节点上的物理量前后计算值残差小于则视为计算收敛。在拉氏坐标系中，颗粒轨道模型可以完整的考虑颗粒与流体间的相互作用，能够模拟有复杂经历的颗粒相，而且节省计算存储量，所以采用此模型模拟颗粒运动轨迹，研究不同粒径的颗粒对叶轮磨损量的影响，从而进一步探讨磨损机理。在叶轮机械的气固两相流中，颗粒的浓度通常很小，所以在颗粒的轨迹计算中，颗粒间的相互作用可以忽略，颗粒在气流作用力下运动直至碰到壁面，颗粒碰壁后的速度依赖于碰壁时速度的大小、方向和叶轮的材料特性。需要确定的计算条件有:粒径:选取0.01mm, 0.02mm, 0.03mm,0.05mm四种;流量:根据颗粒体积分数占总流量的0.001确定;相间相互作用系数:通过对颗粒雷诺数Rek的计算， 1000，故采用Netwon公式Cd =0. 44;磨损模型:分别计算Finnie和Tabakoff and Grant的模型，以比较计算结果的异同。周期性边界条件:由于叶轮每个叶片外型相同，流动规律成周期性分布，所以在合适的地方可以设置周期性边界条件，以缩短计算时间，如图4.3所示。 图4.3计算模型边界条件设置4.5数值模拟计算结果及分析4.5.1大颗粒模拟 如图4.3，为颗粒在叶轮中运动形成的轨迹线，不同颜色代表不同的速度(指轴向、径向、切向的合速度)值。对于密度大于水的颗粒，不论其粒径大小如何，在从叶轮进口至出口的运动中，都有向叶片工作面靠近的趋势，只不过其靠近的速度和位置不同。 对于叶片的工作面，在叶片的前半部分，粒子以较高的速度撞向其表面，在叶片的后半部分，颗粒运动的方向几乎与叶片平行，在叶片出口处，颗粒以接近叶片安装角的出射角沿压力面飞出流道，且其速度在叶片出口处增大。为了看清楚不同粒径的颗粒与压力面的碰撞情况，图4.4、图4.5为不同粒径的单个颗粒与某个压力面的碰撞的轨迹线和速度值。图4.3 颗粒在叶轮中运动形成的轨迹线 图4.4粒径为0.01mm、0.02mm、0.05mm的颗粒轨迹的俯视图 图4.5粒径为0.01mm、0.02mm、0.05mm的颗粒轨迹的俯视图比较图4.4 ,图4.5，可以发现对于粒径小的颗粒，其向工作面靠近的速度较慢，一般集中于叶片出口区域和叶片相撞。随着颗粒粒径的增大，其向工作面靠近的速度加快，与叶片相撞的位置向叶片进口移动。对于粒径大的颗粒，大都与叶片进口部位相撞，这些计算结果与文献20的实验现象相吻合。粒径大的颗粒每碰撞一次后速度就降低，而粒径小的颗粒碰撞一次后，很快就由气流的作用使速度变得与气流相当，与工作面发生多次碰撞，因此接踵而来的碰撞所造成的磨损并没有减少。比较图4.4、图4.5可以发现，随着粒径的增大，颗粒与后盖的碰撞角al越来越大，而后又反弹，以反弹角度a:与前盘碰撞。颗粒进入叶轮之后，受气体切向阻力的影响，速度由轴向到径向变化，随着粒径的增大，颗粒质量增大，随气流运动的趋势减弱，即切向加速度减弱，因此在相同时间内，大粒径颗粒获得的切向速度小粒径颗粒小。因此，根据颗粒运动轨迹，合理设计叶片型线，减少颗粒偏离气流的程度，减少碰壁次数是耐磨风机设计重要思路之一。可以通过在叶轮后盖板上加导流锥来改变叶轮流道的型线，减小流动损失，增加颗粒的径向速度，减小颗粒碰撞角，改善气固两相流流场，从而减少叶轮的磨损，提高叶轮的使用寿命，该一点由罗光洁21的实验所证实。4.5.1小颗粒模拟 当颗粒直径小于0.01lmrn，且浓度较高时，颗粒更多表现出“流体”特性，适合在欧拉坐标系下采用双流体模型计算，着重考察叶轮内的流场特性，以研究不同的粒径和不同的颗粒入口浓度对叶轮中颗粒浓度分布的影响。这对于分析讨论颗粒的运动和提出改进流场情况达到减小磨损率、提高运行可靠性都具有指导意义。基于以上所说的目的，本部分分两组进行计算:1)颗粒入口浓度一定，取0.1,粒径分别取0.01mm0.03rnm, 0.05rnm, 0.08rnm; (2颗粒粒径一定，取0.05mm，入口浓度分别为0.010.1，0.2。根据模拟分析的结果得出如下结果：a、粒子在后盖的浓度分布 沿着叶片方向，颗粒浓度逐渐减少，而在吸力面的后半段，颗粒浓度很低，存在“粒子空区”，当粒径为0.03mm时吸力面几乎没有颗粒分布。随着粒径的增大，靠近后盖出口区域的“粒子空区”越来越大，颗险越来越集中于后盖进口区域，这与前面的颗粒轨迹分析的结论吻合。颗粒浓度大的后盖进口区域，磨损也相对严重。随着颗粒的粒径增大，农度数值范围也在变大，由粒径0.001 mm的0.011-0.232增大到粒径0.03mm的01，也就是说颗粒越来越集中。在二次流的作用下，粒子积聚在非工作面的出口处，可能对此区域造成擦伤式磨损。b、粒子在后盖的浓度分布在压力面沿着叶片方向，颗粒浓度逐渐增大，在出口端接近100，而在吸力面颗粒浓度很低，接近于0;随着粒径的增大，颗粒浓度梯度增大，即颗粒集中程度增大，也就是说颗粒大量集中于压力面与前盘的出口端，这里磨损也最严重。在叶片出口靠近非工作面存在一个粒子相对高浓度区。前盘浓度分布与后盖规律相同的是，随着颗粒的粒径增大，浓度数值范围也在变大，由粒径。0.001mm的0.004-0.214增大到粒径0.005mm的01，也就是说颗粒越来越集中，在靠近吸力面存在面积不同的“粒子空区”。所不同的是，在压力面后盖浓度沿叶片方向减少，而前盘浓度沿叶片方向增大。颗粒浓度大的区域是后盖进口区域和前盘出口区域，这里磨损也最严重，与前面轨迹和磨损量的分析吻合。所以，小粒径的颗粒虽然对叶片的冲蚀磨损小，但擦伤式磨损起主要作用，浓度因素对磨损的位置和磨损量的大小有重要影响。c、粒子在叶轮中部的浓度分布 浓度在叶轮中部分布将其与前盘、后盖的浓度分布相比压力面沿叶片切向浓度分布均匀，无变化。与前盘、后盖浓度分布规律相同的是沿叶片法相浓度减少，颗粒向工作面积聚，粒径很小时，在二次流的作用下，粒子积聚，粒径很小时，在二次流的作用下，粒子积聚在靠近非工作面的出口处。在叶片根部颗粒浓度分布较高，可以证实，此区域正是磨损较严重的区域。研究表明，磨损量并不随粒径减小而明显减少，正是由于小粒径颗粒对叶片的擦伤式磨损起了主要作用。从颗粒轨迹可以看到，粒径为0.02mm的颗粒并没有明显的以大碰撞角撞击压力面，却是沿着压力面滚动摩擦，这样的轨迹造成的磨损范围和局部磨损量都很大。 由颗粒的运动特性及其和壁面相互作用的方式可知，在离心流道的进口区域和整个轴向流道内，颗粒基本上是在气流的夹带及自身惯性的综合作用下，以非零攻角碰撞壁面，然后又反弹进入流道内，这样引起的壁面材科的磨损是典型的冲蚀磨损。而在离心流道的出口区域内，颗粒在流道内运动了较长一段距离，大部分和壁面发生过多次碰撞，基本上沿着压力面表面滑动或滚动，并对壁面有着一定的压力作用，这样造成的壁面材料的磨损已不再用于冲蚀磨损形式，而是擦伤式磨粒磨损，颗粒在压力面附近区域的集中更加剧了磨粒磨损的危害程度。 综合以上的分析，关于叶片压力面的磨损可以得到如下结论:C1)压力面是叶轮中磨损最严重的位置，而且压力面靠近出口端又是磨损的重中之重。C2)颗粒对压力面的磨损量并不随粒径减小而明显减少，正是由于小粒径颗粒对叶片的擦伤式磨损起了主要作用。 C3)叶片进口附近的磨损主要由大颗粒的冲击造成，是典型的冲击磨损，而出口区域磨损则由小颗粒的冲击和颗粒在壁面上的滑动或滚动时的擦伤式磨损造成。以上CFD分析过程代表了离心式通风机内部气固两相流动中的数值模拟当前的研究动向。从国内外的研究来看，离心式通风机内部气固两相流动中的数值模拟主要集中在风机内部流场的数值模拟、磨损机理的探索及其在离心式通风机设计中的应用。以叶轮整体性能的多个评价指标为目标函数的多目标、多变量非线性优化设计是风机反问题研究的重要方向，其目标函数除了流量、压头、效率、噪声指标外，还应包含磨损指标。Wallis&Aust对大型轴流通风机进行了气动和磨损研究，特别讨论了引起叶片磨损过程的气动设计特性，提出将气动设计与防磨设计统一起来。Ris对含尘环境中工作的离心式压缩机，从磨损最小的角度出发进行优化设计。Abramov给出压缩机叶片儿何形状和运行条件对磨损的影响，推荐了在不同运行条件下叶片防磨的优化设计方案。80年代以来国内也开展了一些研究，林建忠等首次将理论研究、产品设计和制造工艺结合起来，建立了高效和耐磨风机设计计算系统，用其设计出的风机耐磨性和效率在原来基础上有了很大改善。潘应康等对锅炉引风机内的气固两相流场进行数值分析，得到不同颗粒粒径、进日位置对叶轮碰撞和磨损的影响，从气体动力学角度进行了防磨设计。 随着计算流体力学、计算机技术和数学方法的逐步发展，随着科技的进步和经济的发展，对高性能流体机械的需求越来越迫切，要求我们用新的方法进行研究。气固两相流离心式通风机今后的研究重点和发展方向应该是：1、在磨损数值模拟方面，主要是叶轮机械内部过流部件在一定磨损模型下的磨损预测。2、建立验证和完善适合叶轮机械实际运行情况的磨损机理和模型，实验手段从宏观转向微观。3、研究叶轮机械过流部件材料的磨损规律，积累经验数据，建立一套全面、完备的资料数据库，为叶轮机械的抗磨设计研究提供依据。4、目前国外CFD商业软件的发展以非常成熟，笔者希望国内也能开发出通用的离心通风机气固两相流数值模拟CFD国产化软件，将现代CFD设计技术充分应用于新产品的开发，研究人员可以在此基础上利用标准程序的基础上增加自己的新思想、新方法，而不是从头开始22。参考文献1 丘归成锅炉引风机故障分析及处理流体机械，1997，1l(11)：5052。2 Hamed，TPKuhnEffects of variational particle restitution characteristics on turbomachinery erosionJournal of Engineering for Gas lurbines and Power，1995，7：1011023 wTabakoff，CBalanh study of the surface deterioration due to erosionTransactions of the ASME Journal of Fuids Engineering，198310：122-1 304 叶雯离心风机气固两相流动的理论分析和实验研究硕士学位论文西安交通大学，19875 费瑞乾，王宜义，程乃晋含尘离心风机中边界层对叶轮侵蚀的影响应用力学学报，1991，8(1)：45536 姚承范，费瑞乾，朱营康气固两相流离心风机叶型的设计方法西安交通大学学报，1991，25(5)：35407 姜晓敏，凌志光，邓兴勇含尘流透平叶片冲蚀的数值分析工程热物理学报。200122(1)：26318