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高温熔盐泵叶轮内变工况三维湍流数值模拟

文章出处:未知作者:admin人气:发表时间:2017-04-20 10:51【

高温熔盐泵叶轮内部的流动是复杂的三维湍流 运动,流动规律受到叶片曲率、叶轮旋转及其边界条 件的影响。目前采用解析方法无法得到其真实流动 规律,因此实验测量和数值模拟是研究其复杂内部 流动的2种主要的手段。特别在装置条件和变工况 的影响下,出现了很多设计工况下所没有的流动现 象,这对泵的允许运行范围及特性都有很大影响。本 文对比分析不同工况下计算结果,从而对高温熔盐 泵叶轮内部流场有进一步的认识,为叶轮内两相流 动研究提供参考依据

1.3 边界条件 1.3.1进口边界条件

根据离心泵进口特点,以质量守恒和无旋确定 轴向速度,并假设切向速度和径向速度为零,在叶轮 进口设定旋转坐标系2]。在计算域进口处采用第一类 边界条件,进口速度大小由3种工况下的流量确定。 进口处的湍动能取为进口处平均动能的1.0%,进口

2计算结果分析

经过迭代计算,得到不同工况下叶轮流道内部 流场的相对速度分布图和压力分布图。

2.1相对速度

对比不同工况下相对速度的分布情况可知:随 流量的增大,相对流速也不断增大,相对速度低速区 域越来越小,但速度梯度越来越大。进口速度由于叶 轮的高速旋转,旋转壁面带动液体质点旋转,液体的 相对运动变成有旋运动。

3结论

本文利用CFD计算软件Fluent对IH65型离心 栗叶轮内部流场进行了数值模拟。对比分析不同工 况下的数值计算结果,初步分析了离心泵叶轮内流

场情况,得到以下结论:

(1)数值计算得到的叶轮内部流场符合叶轮机械 内部流动的一般规律。

⑵由于叶轮流道的扩散及叶轮内部二次流的存 在,导致叶片表面边界层分离,产生分离损失。

(3)对高温熔盐泵在清水介质下运行时,内部流 场的计算结果的分析为其两相流动研究提供有价值的参考。