離心泵內(nèi)部不穩(wěn)定流場(chǎng)壓力脈動(dòng)特性分析

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1、2010年3月農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)第41卷第3期DOI:10.3969/j.issn.1000—1298.2010.03.019離心泵內(nèi)部不穩(wěn)定流場(chǎng)壓力脈動(dòng)特性分析木王洋代翠(江蘇大學(xué)流體機(jī)械工程技術(shù)研究中心,鎮(zhèn)江212013)【摘要】離心泵內(nèi)部流場(chǎng)壓力脈動(dòng)是影響機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素,采用RNGk—s湍流模型和滑移網(wǎng)格技術(shù)研究泵內(nèi)部非定常流動(dòng),得到了不同工況下監(jiān)測(cè)點(diǎn)的壓力脈動(dòng)情況,并對(duì)其進(jìn)行了頻域分析。分析結(jié)果表明,葉輪與隔舌問(wèn)的動(dòng)靜干擾是產(chǎn)生壓力脈動(dòng)的主要脈動(dòng)源,并在整個(gè)離心泵流道內(nèi)傳播;且在不同工況

2、下,葉片通過(guò)頻率均占主導(dǎo)地位,壓力面脈動(dòng)幅值大于吸力面脈動(dòng)幅值;蝸殼出口同一測(cè)面脈動(dòng)情況近似。關(guān)鍵詞:離心泵非定常壓力脈動(dòng)RNGk—s湍流模型中圖分類號(hào):TH311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1000—1298(2010)034)091-05AnalysisonPressureFluctuationofUnsteadyFlowinaCentrifugalPumpWangYangDaiCui(TechnologyandResearchCenterofFluidMachineryEngineering,Ji

3、angsuUniversity,Zhenjiang212013,China)AbstractThepressurefluctuationofinterflowfieldsinacentrifugalpumpisamajorfactoraffectingunitoperatingstability.TheunsteadyflowfeaturewasinvestigatedbyRNGk—sturbulencemodelwithslidingmeshtechnology.Thepressurefluctu

4、ationandthecorrespondingfrequencyspectraatdifferentmonitoringpointsfordifferentoperatingconditionswereobtained.Theresultsshowedthatthemainfactor,whichcreatedthepressurefluctuationinthepump,wastheinteractionbetweentheimpellerandthetongue,andthepressurep

5、ulsationspreadwidelyinsidethewholepassage.Theresultsalsoindicatedthatthebladepassagefrequencydominatedforalloperatingconditions.Theamplitudeofthepressurefluctuationsonthepressuresideofthebladepassageislargerthanthatonthesuctionside,andthepressurefluctu

6、ationwassimilaratthesamemeasuredsurfacefortheoutlet.KeywordsCentrifugalpump,Unsteady,Pressurefluctuation,RNGk一turbulencemodel通常比較困難。隨著計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)技術(shù)的發(fā)展,引言水力機(jī)械流場(chǎng)計(jì)算目前已發(fā)展到全三維、黏性、非定研究表明,旋轉(zhuǎn)葉片與靜止蝸殼間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)、常階段,國(guó)內(nèi)外已有相當(dāng)深入的研究成果。為偏離最優(yōu)工況時(shí)吸水室水流圓周運(yùn)動(dòng)、局部空化和此,本文以某低比轉(zhuǎn)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)離心泵作為

7、研究對(duì)象,通二次流等因素所產(chǎn)生的壓力脈動(dòng),會(huì)引起系統(tǒng)及設(shè)過(guò)三維非定常計(jì)算,對(duì)不同工況下隔舌,葉片吸力備的振動(dòng)及噪聲,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)p壞系統(tǒng)設(shè)備。面、壓力面以及泵出口進(jìn)行監(jiān)測(cè),并采用FFT變換因此,為了提高離心泵運(yùn)行穩(wěn)定性,對(duì)其壓力脈動(dòng)特對(duì)壓力脈動(dòng)的幅值和頻率進(jìn)行分析。性的研究顯得尤為重要。1數(shù)值計(jì)算方法泵內(nèi)非穩(wěn)定流場(chǎng)的壓力脈動(dòng)特性研究,主要有試驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算兩種方法。由于成本過(guò)高,采用試由于葉輪復(fù)雜的幾何形狀,蝸殼非對(duì)稱的幾何驗(yàn)手段監(jiān)測(cè)泵內(nèi)(特別是轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片上)壓力脈動(dòng)結(jié)構(gòu),流體粘性以及葉輪、蝸殼動(dòng)靜部

8、件間的相互干牧稿日期:2009—05-26修回日期:2009—12一O8十國(guó)家“863”高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃資助項(xiàng)目(2006AA100211)作者簡(jiǎn)介:王洋,研究員,主要從事流體機(jī)械及工程的研究,E-mail:pgwy@ujs.edu.cn92農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)涉等,使得離心泵內(nèi)的流動(dòng)為具有強(qiáng)旋轉(zhuǎn)效應(yīng)的全消失。為此本文分析了穩(wěn)三維、黏性、非定常的極a其一秕復(fù)雜的湍流流動(dòng)。對(duì)于不態(tài)下網(wǎng)格數(shù)對(duì)揚(yáng)程的影可壓縮牛頓流體的非定常流動(dòng),笛卡爾坐標(biāo)系下的響,發(fā)現(xiàn)當(dāng)網(wǎng)格尺寸小于連續(xù)方程與運(yùn)

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