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文档简介

1、C CO ON NT TE EN NT TS S摘要引言轴流泵数值模拟内部流动特性分析 摘要 在三维湍流Navier-Stokes控制方程的基础上，采用标准k-模型和SIMPLEC 算法，对不同叶片安装角的轴流泵内部全流道流场进行了数值模拟，分析讨论了不同安装角下的叶片静压分布图、叶片相对速度分布图，对轴流泵的扬程进行了预测，最后给出了该轴流泵合适的叶片安装角。 引言 轴流泵是叶轮流体机械，其内部的流动复杂，是非定常、有旋、不可压缩的三维湍流流动。现在，随着计算机技术的发展，使用CFD技术对泵内流动进行数值模拟，探索泵内部流动规律的研究发展很快，已成为流体机械研究的热点。 轴流泵数值模拟 1.

2、1 计算网格 由于在全流道内既有旋转流场又有非旋转流场，所以把计算体分为进水喇叭口区、叶轮区、导叶区和出口弯管区等4个区域。其全流道的网格划分和计算区域见图1。 1.2边界条件的设定 （1）进口边界条件。给定进口绝对速度的大小 及方向，具体数值根据数值模拟的工况给定，假定进口边界上绝对速度为均匀连续的。即模拟过程中，根据流量计算进口处的速度（Vin），其值作为迭代的初始值。 Vin=Q/A=2/D2/4 =1.63m/s 式中，A为进水口过流面积，D1为泵进口直径（ 2）出口边界条件。计算流场的出口设置在出水弯管的出口，此处的流动认为接近充分发展流，采用“出流条件(outflow)”。（3）壁

3、面边界条件。在叶片表面、轮毂等固体壁面上，速度满足无滑移条件。叶轮选择旋转坐标，其旋转速度设为n=485r/min，其他选择静止坐标系。 内部流动特性分析 1.不同叶片安装角下的相对速度分布 在设计工况下，模拟计算了叶轮叶片安装角分别为+4、0和-4时的叶片相对速度（见图5）。 由图5分析知，在3种不同的叶片安装转角下，叶片的相对速度分布基本上趋于一致。从泵的中间截面看，液体由进口至出口，由于叶片的旋转作用，速度由小变大，经过导叶的导流作用，比较流畅地流出出口，速度有变小的趋势。从叶轮的叶片压力面和吸力面看，在3种情况下速度分布都是贴着叶片流出：从导叶的叶片吸力面和压力面看，在0和-4时，其速

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