离心泵蜗壳对叶轮内部流动的影响研究
双蜗壳式双吸泵隔板结构对叶轮径向力的影响
双蜗壳式双吸泵隔板结构对叶轮径向力的影响肖若富;吕腾飞;王福军【摘要】Double-volute casings were introduced to reduce the radial force that is inherent in single-volute designs. A general three-dimensional computational fluid dynamics ( CFD) simulation of a double-volute centrifugal pump was presented to predict hydraulic performance and impeller radial force. By using the shear stress transport ( SST) k - to turbulent model, the simulation results in the form of characteristic curves were compared with the experimental data. The result presented that the head and efficiency of the original double-volute pump drop were 21. 8% and 41. 3% respectively at design point due to the failed dividing rib (splitter) in the volute casing. Thus, with the aim to analyze the effects ofrib structure on pumps, three optimized rib schemes were designed to reduce the impeller radial force and keep the hydraulic performance. Three factors were considered in the rib design; start point, end point and curve equation. According to the steady numerical simulation result in each optimized scheme by CFD, No. 2 scheme reduced about half of the radial force while keeping the hydraulic performance. A method in designing the rib structure for double-volute centrifugal pumps was provided.%分别对单、双蜗壳式双吸泵10个工况点进行全三维流道的数值模拟和试验测试,发现由于双蜗壳式泵内部隔板设计不合理,导致双蜗壳泵较单蜗壳泵在原设计工况点的扬程、效率分别相对下降了21.8％和41.3％.依据双蜗壳设计基本原理,对隔板结构提出3种改进方案,利用雷诺时均方法( RANS)和SSTk -ω湍流模型对每一方案进行全三维流道的定常数值模拟.模拟和试验结果表明:2号双蜗壳泵既保持了泵原有的水力性能,又能够有效地减小叶轮径向力,因此得到双蜗壳式双吸泵中隔板结构的最优设计模型:起始位置为隔舌绕基圆旋转180°、曲线方程为对数螺旋线、终止位置为隔板起始点旋转180°.【期刊名称】《农业机械学报》【年(卷),期】2011(042)009【总页数】4页(P85-88)【关键词】离心泵;计算流体动力学;双蜗壳;径向力【作者】肖若富;吕腾飞;王福军【作者单位】中国农业大学水利与土木工程学院,北京100083;中国农业大学水利与土木工程学院,北京100083;中国农业大学水利与土木工程学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TH311引言双蜗壳式双吸泵作为一种新型泵，不仅继承了单蜗壳双吸离心泵高扬程、大流量、平衡轴向力等优点，理论上还可以有效地减少泵运行过程中产生的叶轮径向力，改善泵站系统的振动情况。
蜗壳与叶轮相对位置对离心风机蜗壳内流场影响的数值模拟
蜗壳与叶轮相对位置对离心风机蜗壳内流场影响的数值模拟摘要：以G4-73№8D型离心风机为研究对象，利用NUMECA软件，采用Spalart-Allmaras湍流模型和多重网格技术，对改变蜗壳与叶轮轴向相对位置的风机进行了数值模拟，分析了各方案在给定截面上二次流漩涡、气流速度以及静压的变化情况。
关键词：离心风机；轴向相对位置；NUMECA；蜗壳内流场中图分类号：TK284.80 引言离心风机属于通用机械的范畴，在国防和国民经济的诸多领域中有着广泛的应用，同时也是主要的能源消耗设备。
由于离心风机的结构特点，叶轮之外的蜗壳形成了一个特殊形状的腔体[1]，当气体在蜗壳内流动时，其流场分布十分复杂[2-5]。
高负荷、大流量、高效率、低噪声、小型化以及更好的运行性能成为现代风机发展的总趋势。
本文以G4-73№8D离心风机为具体研究对象，利用NUMECA软件对改变蜗壳与叶轮轴向相对位置不同方案进行数值模拟，研究不同方案对风机蜗壳内流场的影响，在工程中设计风机时提供参考。
1模型建立和数值方法1.1 结构模型利用Solidworks软件建立风机物理模型，风机结构参数取自风机产品样本。
本次计算中，轴向相对位置的变化参数见表1。
表1 轴向相对位置变化参数方案参数1/mm 2/mm1 10 02 20 03 0 104 0 201.2 网格生成针对计算中的具体实例，采用AutoGrid 提供的H 型网格自动生成功能，通过调整相应的控制参数来生成最终的叶轮网格，AutoGrid 中划分的进风口和叶轮单通道网格大约为60万。
风机其它部分的网格生成需要首先划分区域，然后手动划分网格，IGG 中手动划分的网格约为40万。
最小网格正交性角度≥5；网格长宽比≤5000；最大网格延展比≤10。
图1为风机叶轮与蜗壳网格示意图。
图1风机叶轮与蜗壳网格示意图1.3 控制方程计算过程中采用Spalart-Allmaras湍流模型，选用中心差分格式进行空间离散，使用多重网格技术以加快了迭代收敛的速度，且多重网格的层数在i/j/k 方向都大于8。
叶轮与蜗壳的相对位置对离心风机性能的影响
Vol.62，2020,No.4Chinese Journal of Turbomachinery 叶轮与蜗壳的相对位置对离心风机性能的影响*詹婷军王军李艺铭肖千豪（华中科技大学）摘要：在原风机的基础上调整叶轮在蜗壳内的安放位置，采用正交试验方法，耦合叶轮在X轴，Y轴，Z轴三个方向上移动的距离为x，y，z三个因素，通过正交表确定试验方案。
利用Fluent数值模拟软件，对各方案风机内部三维流场进行数值模拟和对比分析。
研究结果表明，原风机叶轮安放位置不合适，使得蜗壳与叶轮的适配性较差，蜗壳流道内存在着较大的速度梯度，且二次流旋涡的强度较大。
叶轮位置经过调整后可以有效减小蜗壳流道内的速度梯度和二次流旋涡，风机在设计工况下的效率提高了1.26%。
关键词：离心风机；叶轮；蜗壳；相对位置；正交试验中图分类号：TH432；TK05文章编号：1006-8155-(2020)04-0011-05文献标志码：A DOI：10.16492/j.fjjs.2020.04.0002Influence of the Relative Position of Impeller and Volute on the Performance of Centrifugal FanTing-jun Zhan Jun Wang Yi-ming Li Qian-hao Xiao（Huazhong University of Science and Technology）Abstract：The placement of the impeller in the volute is adjusted on the basis of the original fan.The orthogonal test method is used to couple the three factors of the distance x,y,and z of the impeller moving in the three directions of X,Y,and Z,and the test scheme is determined by the orthogonal table.By using numerical simulation software fluent,the three-dimensional flow field inside the fan of each scheme is numerically simulated and compared and analyzed.The research results show that the impeller position of the primary fan is not suitable,which makes the poor adaptability of the volute and the impeller.There is a large velocity gradient in the volute passageway,and the intensity of the secondary flow vortex is large. After adjusting the impeller position,the velocity gradient and secondary flow vortex in the volute flow channel can be effectively reduced,and the efficiency of the fan under the design working condition is increased by1.26%.Keywords：Centrifugal Fan，Impeller，Volute，Relative Position，Orthogonal Test*基金项目：国家重点研发计划(No.2018YFB0606101)0引言离心风机应用广泛，其耗电量在工业生产中占了很大的比例[1]。
基于大涡模拟的离心泵蜗壳内压力脉动特性分析-修改
收稿日期：2010-1-7基金项目：国家自然科学基金资助项目（50979034）；江苏大学高级人才科研启动基金资助项目（09JDG032） 作者简介：袁建平（1970-），男，江苏金坛人，副研究员（yh@ ），主要从事流体机械内部流动及其诱导振动与噪声的研究.基于大涡模拟的离心泵蜗壳内压力脉动特性分析袁建平，付燕霞，刘 阳，张金凤，裴 吉（江苏大学 流体机械工程技术研究中心，江苏 镇江212013）摘 要：为了研究由离心泵内部非定常流动引起的蜗壳流道内的压力脉动这一现象及其特性，针对带有三长三短叶片叶轮的离心泵，采用大涡模拟方法计算包括吸水室、叶轮和蜗壳全流道的流场，获得蜗壳流道压力脉动分布特性，并对其进行了频域和时域分析。
结果表明：由于叶片和蜗壳的动静相干作用，蜗壳内的压力脉动比较明显；在设计工况下，叶轮与蜗壳交界面周向上的隔舌处脉动最大；蜗壳内各监测点压力脉动的主频都是长叶片的通过频率，次主频为叶片的通过频率；蜗壳流道不同断面上的压力脉动基本一致，而扩压管内的压力脉动要比螺旋段的更有规律性；设计工况下，蜗壳内压力脉动没有明显的高频成分。
关键词：离心泵；压力脉动；蜗壳；大涡模拟；时域与频域分析 中图分类号:TH311 文献标识码：A 文章编号：Pressure fluctuation analyses within volute of centrifugal pumpbased on large eddy simulationYuan Jianping ，Fu Yanxia ，Liu Yang ，Zhang Jinfeng ，Pei Ji(Research Center of Fluid Machinery Engineering and Technology ，Jiangsu University ，Zhenjiang ，Jiangsu 212013，China)Abstract ：In order to study the characteristics of the pressure fluctuation in centrifugal pump volute caused by unsteady flow inside the flowfield of a centrifugal pump, based on large eddy simulation （LES ）,its whole flowfield was calculated including the volute suction,impeller and volute of a centrifugal pump whose impeller has three long blades and three short blades.The pressure fluctuation in the volute was analysed in the time domain and frequency domain.The results show that the fluctuation appears obvious,resulting from the interaction of the impeller and volute.At the design flow rate the maximum fluctuation amplitude occurs at the circumference of the interfaces between the impeller and volute.The main frequency at the monitor points in volute are all long blades’ passing frequency and the sub-frequency is the splitter blades ’ passing frequency.It can be achieved that the pressure fluctuation of the different sections of volute was basically identical while the pressure fluctuation is more regular in the diffuser pipe than that in the spiral segment.There weren ’t significant high-frequency components in volute at the design flow rate.Key words ：centrifugal pump ；pressure fluctuation ；volute ；large eddy simulation (LES)；time-frequency domainanalyses由于离心泵的空间非对称性结构，叶轮高速旋转、叶轮和蜗壳的动静干涉相互作用以及流体的高粘性，其内部流动呈现出复杂的非定常特性。
离心压缩机圆形截面蜗壳内部三维流场的实验研究
实验蜗壳采用一外 圆内曲线的 内蜗壳 ， 蜗壳
螺旋流道横截面是偏心的圆形 截面。沿着蜗壳螺 旋 型通道 圆周方 向３０范 围 内， ６ｏ 国家 自然科学基金项 目（０ ００９ ５３６ １ ）
维普资讯
２
Ｆ Ｕ Ｄ ＭＡＣ ＮＥ Ｙ Ｌ Ｉ ＨＩ Ｒ
收 稿 日期 ： ２０— ０ ～２ ０６ ３ ４
实验是在西安交通大学赛尔机泵研究中心的 “ 离心式压缩机动静相 干非定 常流及 其激振实验
装置 ” 上进 行 的 。该 实 验 装 置 的离 心 压 缩 机 为 中
间标准级 ， 其主要结构如图 １ 所示 。 整个实验测量系统包括 ： 总压探针 、 五孔压力 探针 、 可以实现探针移动和 ３０旋转的坐标架 、 ６。 Ｕ 型管水柱压力计。
Ｖ １ ３ Ｎｏ １ ， ０ ６ ｏ ． ４， ． １ ２ ０
截 面 ：３。１０、２￣２０、 １。３０， 中 ｌ。 １５、８＂２５，７。３５、６。其 ７处
为蜗舌。蜗壳 的测点布置如 图 ２ 所示 ， 靠近壁面 处两相邻测点之间的距离为 ２ＩＴ 其余相邻测点 Ｉ ， ＴＩ Ｉ 之间的距离为 ５ ｍ， ｍ 随着探针所处位置的不 同， 探 针移动 的距离最大为 ３０ ｍ ０ｒ 。 ａ
Ｅｘ ｅ ｉ ｅ ｔｌＳｕ ｙ ｏ ｈ ｌｗ ｎ ｒｆｇ ｌＣ ｍｐ ｅｓ ｒＶｏｕｅｗｉ ｒ ｕａ ｏ ｓＳ ｃｉ ｎ ｐ ｒ ｎａ ｔ ｄ ｎ ｔ ｅＦ ｏ ｉ ａ Ｃｅ ｔｉ ａ ｏ ｒｓｏ ｌｔ ｔ Ｃｉｃ ｌｒＣｒ ｓ ｅ ｔ ｍ ｎ ｕ ｈ ｏ
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图 ３ 蜗 壳 各 个 截 面 的 动 量 矩 分 布 意
小流量工况下蜗壳式混流泵内部流动数值解析
小流量工况下蜗壳式混流泵内部流动数值解析陈鹏;梁肇威;张潇雨;杨潇逸;陈宇杰【摘要】为了探索蜗壳式混流泵在小流量工况下的流动特性,基于RNG k-ε湍流模型对一台比转速为585的双蜗壳混流泵进行数值计算,并预测了其外特性,利用外特性试验验证了数值计算方法的可靠性,结果表明:小流量工况下叶轮进口处无法满足无撞击入流,流体质点不断冲叶片压力面前缘,导致该部位存在一个局部高速低压区域;0.6Qd工况下,叶轮进口截面位置产生明显的涡核,此时泵内部无法满足无预旋入流;设计工况下蜗壳截面上流线光滑平顺,随着流量不断减小至0.6Qd工况,隔舌部位、蜗壳隔板进口处以及蜗壳出口部位产生3处明显的漩涡,同时这3个部位的湍动能明显高于其他部位;蜗壳隔板内侧的湍动能明显大于隔板外侧,蜗壳内部流线图中的漩涡均发生在隔板内测,从而说明隔板内侧流动的不稳定性较大.【期刊名称】《人民珠江》【年(卷),期】2018(039)004【总页数】5页(P45-48,80)【关键词】混流泵;小流量;内部流动;叶轮;蜗壳【作者】陈鹏;梁肇威;张潇雨;杨潇逸;陈宇杰【作者单位】水利部珠江水利委员会技术咨询中心,广东广州 510611;水利部珠江水利委员会技术咨询中心,广东广州 510611;武汉大学水利水电学院,湖北武汉430000;中国农业大学动物科学技术学院,北京100000;苏州市吴中区委组织部,江苏苏州 215000【正文语种】中文【中图分类】TV136+.2混流泵是一种结构介于轴流泵和离心泵之间的泵型[1-2]，因此，混流泵不仅兼具离心泵和轴流泵的特点，还可以弥补离心泵在小流量工况下的劣势以及轴流泵在低水头下运行不稳定性的缺点。
由于混流泵具有上述优点，所以其被广泛用于农田灌溉、市政给排水以及水利工程等各大领域[3-4]。
混流泵根据压水室的不同可以分为导叶式混流泵以及蜗壳式混流泵。
国内外学者针对混流泵优化设计以及内部流动研究开展了大量的工作。
蜗壳基圆对离心泵性能的影响
2012年6月农机化研究第6期蜗壳基圆对离心泵性能的影响王洋，刘静，王维军，张文静，李敏敏(江苏大学流体机械研究中心，江苏镇江212013)摘要：通过联立蜗壳的两个不同形式特性方程，得出了基圆直径的计算公式，建立了基圆直径和蜗壳喉部面积及叶轮外径之间的关系。
为了验证公式的准确性，在保证蜗壳其他主要几何参数不改变的前提下，取基圆直径分别为叶轮外径1．05，1．10。
1．15，1．20倍的不同的蜗壳与同一叶轮匹配，数值模拟和试验分析了蜗壳基圆和泵性能的关系。
结果表明：在一定范围内，随着基圆的增大，流量扬程曲线有明显的变化，符合公式给出的变化趋势，且较大基圆对流量扬程曲线的驼峰有显著的改善；但是超过一定范围后，由于蜗壳和叶轮之间间隙的二次流增加，致使泵性能明显下降。
关键词：离心泵；蜗壳基圆；数值模拟；蜗壳喉部面积中图分类号：TH3”文献标识码：A文章编号：1003—188×(2012)06—0184一050引言蜗壳是离心泵主要的过流部件之一，在很大程度上影响着泵整体性能。
对于低比转速离心泵而言，蜗壳内部的损失占总损失的比重很大【1。
bba nom V．S旧1和关醒凡【31分别给出了不同形式蜗壳的水力设计方法。
何希杰等M1分析了离心泵隔舌间隙对泵性能的影响，提出了清水离心泵隔舌安放角和间隙大小的计算公式。
严敬掣副介绍了一种国外最新蜗壳设计的速度系数法。
王洋等∞1给出了低比转速离心泵蜗壳第8断面面积确定新方法。
郭鹏程等"o通过数值模拟得出了不同断面型式蜗壳对离心泵性能、扬程、效率和压力脉动的变化因蜗壳断面形式的不同而各异的结论。
M eakhai等旧1对叶轮、蜗壳和扩散段内边界层进行了数值模拟，给出了蜗壳边界层对泵性能改变的规律。
M i gI l el A s uaj e等p1通过数值模拟给出了速度和压力分布。
祝磊等¨刨通过对不同径向间隙离心泵数值模拟，得出基圆的变化对泵振动特性的影响。
离心泵蜗壳内部流动诱导噪声的数值计算
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式 中 ： ＝ｐ ，一Ｐ Ｔ ｕＭ ＋６ ［ Ｐ —Ｐ ）一ｃ ， （ ， ０ ２ ０ ］ 为 ｐ Ｌｇ ｔｉ 应 力 张量 ； 为 Ｋ ｏ ｅ ｋ ｒ ｉｈｈｌ ｌ ｒｎ ｃ ｅ 函数 ； 流 体 ｐ为 密度 的变化昔． 当流场 中存在 固定 硬边界 时 ， 采用 自
（ ２ ０ ０ ６） ＢＫ ０ ９ ０
作 者简 介 ： 寿 』 （９ ３ ） 男 ，Ｅ 金 Ｌ 人 ， 究 员 ， 士 生 导 师 （ｈｕ ｉ ｕ ．ｄ ｎ ， 要 从 事 流 体 机 械 及Ｊ 程 研 究 袁 上 １６ 一 ， 海 Ｊ 研 Ｊ 博 ｓｏ ｑｙ ｊ ｅｕ ｃ ） 主 ＠ ｓ 司乔 瑞 （９ ６ ） 男 ， 南 开 上 人 ， 士 研 究 牛 （ ｉｉ ｒｉ １３ ＣＩ） 主要 从 事 泵 内部 流 动 诱 导 噪 声研 究 １８ 一 ， 河 寸 硕 ｓ ａ ｕ＠ ６ ．Ｏ１ ， ｑｏ Ｔ
（ ｅｅ ｒｈ Ｃ ｎｅ Ｉ ｌｉ ａ ｈｎ Ｄ Ｅ ｇｎ ｍｉｇａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ， ｉ ｇｕ Ｕ ｉ ｒ ｔ ，Ｚ ｅ ｊ ｎ ， ｉｎ ｓ １０ ３ ｈｎ ） Ｒ ｓ ａｃ ｅ ｔ ｏ Ｆ ｕｄ Ｍ ｃ ｉｅ ， ｎ ｉｅ ｎ ｎ ｅ ｈ ｏ ｝ Ｊ ｎ ｓ ｎｖ ｓ ｙ ｈ ｎ ｉ ｇ Ｊ ｇ ｕ２ ２ １ ，Ｃ ｉａ ｒ ｏ ａ ｅｉ ａ ａ
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产 生强烈 的噪声 ； 源 主要 分 布 在结 构 与 流体 相 声
互 作用 的部位 ， 如蜗壳 和 叶片表 面 。． 蜗壳 是普 通 离 心泵能 量转换 过 程 中重 要 的 过 流部 件 ， 叶轮 出 受
蜗壳喉部面积对低比转速离心泵性能的影响研究
化：工设备与管道PROCESS EQUIPMENT & PIPING 第57卷第4期2020年8月Vol. 57 No. 4Aug. 2020蜗壳喉部面积对低比转速离心泵性能的影响研究王辉S 杨军虎S 谷帅申,刘航泊I,程.卸（1.西安泵阀总厂有限公司，西安710025； 2.兰州理工大学，兰州730050）摘要：为研究蜗壳喉部面积对低比转速离心泵性能的影响，以比转速久=20.8的一台单级单吸离心泵为研究对象，针对同一叶轮，设计3种不同喉部面积的蜗壳，使用PumpLinx 软件分别在进口压力 p, = 0.1 MPa 和厂=0.015 MPa 进行泵内定常数值模拟计算，分析了喉部面积变化对泵外特性和抗汽蚀性能的影响。
结果表明：在同一进口压力下，在一定范围内，随着喉部面积的增大，扬程和效率有所升高，叶轮进口气体体积分数逐渐下降；合理的喉部面积能够明显改善蜗壳第vn 、\io 断面的局部压降。
研究结果可为低比转速离心泵的优化设计提供一定的参考。
关键词：低比转速离心泵；蜗壳；喉部面积；优化设计中图分类号：TQ 051.2； TH 311文献标识码：A 文章编号：1009-3281 （2020） 04-0062-004离心泵作为重要的能量转化装置，已被广泛应用于化工、水利及航空等领域。
低比转速离心泵主 要使用于小流量、高扬程工况，由于其出口宽度小、叶轮外径大、流道细长的结构特点，致使圆盘摩擦损 失较大。
谈明高等E 提出，对于低比转速离心泵而言，除圆盘摩擦损失外，蜗壳内部的损失占总损失的比重 也很大。
任轶等卩】认为，超低比转速蜗壳中的水力损失会达到泵整个水力损失的20%-50%。
因此，合理 的蜗壳喉部面积对低比转速离心泵的优化设计有重要意义。
施卫东等⑷对低比转速离心泵进行设计与试验研究，结果表明适当增大喉部面积有助于离心泵特性曲线趋于平坦，同时可以扩大高效区范围和提高最 高效率。
邓文剑等⑷研究了叶轮与蜗壳的匹配关系对离心泵性能的影响，分析了面积比对离心泵水力性能 的影响规律。
仿生蜗壳离心泵内部非定常流动特性分析
仿生蜗壳离心泵内部非定常流动特性分析牟介刚;刘剑;谷云庆;代东顺;郑水华;吴登昊【摘要】为了改善离心泵内部流场的非定常流动特性,基于仿生学原理构建仿生非光滑表面蜗壳,利用滑移网格技术对标准蜗壳、仿生蜗壳离心泵内部流场进行非定常计算,研究不同时刻下不同蜗壳离心泵静压场及速度场的差异,对比不同蜗壳离心泵压水室内压力脉动特性.结果表明:在不同时刻下,仿生蜗壳扩散段内静压分布更均匀、压力梯度更小,速度方向、大小基本保持一致,相对标准蜗壳更不易出现漩涡、二次流及边界层分离现象;叶片扫过隔舌瞬间,仿生蜗壳叶轮流道内流线分布相对更对称;一个周期内,仿生蜗壳离心泵压力脉动最大与最小处的脉动幅值均明显降低.说明仿生蜗壳能改善离心泵内部非定常流场,且对压水室内压力脉动有明显的抑制作用.【期刊名称】《浙江大学学报（工学版）》【年(卷),期】2016(050)005【总页数】7页(P927-933)【关键词】离心泵;仿生蜗壳;流场;非定常流动;压力脉动【作者】牟介刚;刘剑;谷云庆;代东顺;郑水华;吴登昊【作者单位】浙江工业大学机械工程学院,浙江杭州310014;浙江工业大学机械工程学院,浙江杭州310014;浙江工业大学机械工程学院,浙江杭州310014;浙江工业大学机械工程学院,浙江杭州310014;浙江工业大学机械工程学院,浙江杭州310014;浙江工业大学之江学院,浙江杭州310014【正文语种】中文【中图分类】TB17离心泵作为一种通用机械,广泛应用于各行各业.但由于过流部件较为复杂,同时伴随着叶轮与蜗壳之间的动静干涉,使得离心泵内部呈现复杂的三维非稳态湍流[1-2].且非定常流体引起的水力激励及动静干涉带来的压力脉动,会诱导流体振动,从而影响离心泵工作性能,严重时会损坏系统设备.若要提高离心泵工作稳定性,需要对内部流动规律深入研究[3-4].当前针对离心泵内部非定常流场的研究主要集中在压力脉动及径向力脉动特性2方面.崔宝玲等[5]分析了复合叶轮离心泵内的非定常流动特性,认为离心泵内部压力和速度在时间上呈现高度非定常性,在空间上呈现高度非对称性.裴吉等[6]对低比转数离心泵内部非定常不稳定流动现象的内在机理进行深入研究,结论表明叶轮叶片背面相对速度及叶片后缘尾迹现象随时间变化明显,且叶轮出口处流动周期性较强.通过对离心泵叶轮与蜗壳耦合的三维流动进行数值模拟,郭鹏程等[7]证实了蜗壳与叶轮间的相互作用会引起离心泵全流场的不对称性.王玉川等[8]在对离心泵叶轮区瞬态流动特性进行研究后,发现叶轮出口处附近随时间变化的漩涡是内部流场不均匀的主要原因.虽然以上文献都对离心泵内部非定常流场进行了一定程度探讨,但并未提出较为创新的水力结构.仿生技术作为一种较为成熟的技术,被应用于各个行业,但在离心泵行业尚处于探索阶段.任露泉等[9]为了提升离心泵效率,在叶轮区域采用仿生非光滑技术,结论表明仿生技术具有明显增效作用.Tian等[10]则模仿海豚特殊皮肤结构在离心泵叶轮表面应用仿生耦合结构进行水泵增效研究,试验证明确能降低离心泵水力损失.上述研究证明仿生技术可以被应用于离心式的相关领域,但针对离心泵内仿生技术的研究主要集中在叶轮区域,在蜗壳区域应用仿生技术的文献未见报道.为了改善离心泵内部非定常流场的流动特性,运用仿生学原理,提取生物原型中的非光滑体表特征形态,建立仿生蜗壳结构模型.本文通过数值模拟的方法,对比分析不同时刻标准蜗壳与仿生蜗壳对泵内部流场的影响,并在离心泵压水室各断面设置监测点,研究仿生蜗壳对整个离心泵压水室脉动特性的影响.1.1 生物原型与计算模型经过亿万年的生物进化,自然界中有些生物具有适应环境的体表特征.长耳鸮可以在扑食过程中实现高速静音飞行,经研究表明其独特的体表消音降噪特性得益于其体表羽翼的特殊结构[11].如图1(a)所示为长耳鸮生物原型,其羽翼边缘基本都呈现非光滑圆弧形态,前后缘则呈现宏观正弦曲线形态.长耳鸮的该特殊形态翼型目前被主要应用于离心式风机中对气流噪声的控制作用方面[12-14],基于两者工作原理及结构基本类似,故将长耳鸮翼前缘非光滑特征形态融合于离心泵蜗壳的水力设计中. 研究过程中选取IS80-50-250为原型泵,在设计工况下,基本参数为：流量qm=50 m3/h,扬程H=80 m,转速n=2 900 r/min,叶轮相关参数为叶轮进口直径D1=80 mm,叶轮出口直径D2=252 mm,叶片出口宽度b=6.5 mm,叶片数Z=5.基于长耳鸮翼型形态参数[14],并结合蜗壳的设计要求,最终确定仿生非光滑表面蜗壳结构的具体参数.其中：非光滑单元高度h=3～7 mm,非光滑间隔s=26～42 mm,且两者满足比值处于0.1～0.2的关系,非光滑单元个数为2个.该仿生蜗壳的具体结构主要分布在离心泵内部流场最为复杂的部位,即从蜗壳隔舌头部沿蜗壳圆周方向延伸到蜗壳第Ⅰ断面附近[15].所得仿生非光滑蜗壳的纵截面轮廓形状为线性正弦曲线(原蜗壳轮廓曲线为该线性正弦曲线的中线),起点位于隔舌与基圆相切处、终点延伸至蜗壳压水室的第Ⅰ断面与第Ⅱ断面之间,并且第Ⅰ断面的形状面积与原第Ⅰ断面的形状面积必须保持一致.监测点分布在压水室各重要断面处,共12点分别对应各断面序号为P1、P2、…、P12模型及监测点示意图如图1(b)所示.1.2 控制方程及边界条件离心泵内部流动为复杂的三维黏性湍流流场,基于此,在数值模拟计算中选用RNG k-ε湍流模型[16-17],方程为采用ICEM对离心泵计算域进行网格划分,其中计算域包含进水管、叶轮、蜗壳、出水管4部分.叶轮和蜗壳部分选用适应性强的四面体非结构化网格,并在隔舌及仿生蜗壳处进行局部加密处理.通过对网格进行无关性分析,综合扬程的理论值及计算机资源,可知当网格数大于或等于100万左右时,扬程相对于网格数的波动保持在0.2%以内.最终确定标准蜗壳和仿生蜗壳情况下理论模型计算域网格总数分别为102万和120万.采用CFX设置离心泵计算域的边界条件,进口边界选用速度进口,出口边界为自由出流边界；固壁均设置为无滑移边界,壁面粗糙度设置为0.03 mm；流体介质为常温常压下水.在定常计算时,叶轮交界面选用冻结转子模型.在非定常计算时,叶轮交界面采用瞬态动静转子模型,以定常的结果文件为初始条件.非定常时间步长定义为叶轮每旋转3°所需时间,叶轮的转动频率为48.33 Hz,则叶片通过频率为241.7 Hz.计算周期为6周,选取第6周的数据进行统计分析.2.1 中截面静压场分析离心泵叶轮包含5个叶片,定义叶轮每旋转72°为一个计算周期T.一个周期T内,不同时刻标准蜗壳与仿生蜗壳中截面静压等值线分布如图2所示,图中,p为静压、t 为时间,FS为仿生蜗壳离心泵、BZ为标准蜗壳离心泵.由图2可知,由于叶轮与蜗壳之间的动静干涉作用,以及蜗壳的不同型式,使得叶轮与蜗壳内静压分布呈现不同的趋势：在不同时刻下,叶片相对于隔舌处于不同位置时,仿生蜗壳离心泵内流场更优于标准蜗壳离心泵,尤其表现在扩散段内,仿生蜗壳扩散段内静压分布更均匀、压力梯度更小,标准蜗壳扩散段内静压则分布更分散,更容易形成漩涡及二次流；当叶片扫过隔舌瞬间时,离心泵内部静压分布相对于其他时刻更大,此时隔舌区域的静压显示为整个中截面上最大,而叶轮进口低压区是一个周期中最小的时刻；叶片远离隔舌,离心泵整体静压开始减小,进口区域的低压区却开始增大,当位于时刻t=2/4T时,泵整体静压处于最低值,叶轮进口低压区域最大.这是因为当叶轮与隔舌相距最近时,两者间隙最小使前一个叶片流道内流体无法通过间隙向蜗壳喉部排出,而是由叶轮流道被甩出后,直接形成对蜗壳壁的冲击,产生强烈的水力激励以及漩涡,即表现为隔舌区域最大静压.而仿生蜗壳非光滑结构则形成流体弹性区域,对流体的冲击其缓冲作用,吸收其压力能,同时能抑制流体漩涡的形成,从而造成仿生蜗壳非光滑结构上突结构处静压最大,但整泵内流场更稳定,尤其表现在扩散段.说明仿生非光滑蜗壳结构能有效的改善离心泵非定常流场.2.2 中截面速度场分析一个计算周期T内,不同时刻标准蜗壳与仿生蜗壳中截面速度等值线分布如图3所示,图中,v为速度.不同型式蜗壳,在不同时刻叶轮区域的速度分布基本一致,但在扩散段内速度分布呈现较大的差别：在不同时刻下,叶片相对于隔舌处于不同位置时,仿生蜗壳离心泵扩散段内流动特性更优异,速度分布更均匀,尽管在扩散段入口处会形成漩涡,但扩散段中部或出口处速度分布基本一致,有利于流体流动,标准蜗壳扩散段内速度分布较为混乱,且扩散段壁面边界层分离严重,造成整个扩散段内均会产生漩涡及二次流,较严重地阻碍了流体的出流情况,且大量的漩涡及二次流会极大消耗流体的能量；当叶片扫过隔舌瞬间时,仿生蜗壳扩散段入口处低速区最大,速度梯度大,容易形成大漩涡,但沿着扩散段出流到出口处,仿生蜗壳扩散段低速区逐渐减小,整个扩散段内速度分布更加均匀,更利于流体流动；标准蜗壳在整个扩散段内壁面边界层分离现象十分严重,低速区混乱分布,甚至在出口处也会形成漩涡,极大的影响流体出流.2.3 中截面流线分析对比叶片扫过隔舌瞬间与远离隔舌的各不同时刻发现,蜗壳、叶轮区域的相对速度分布情况变化不大.现取仿生蜗壳与标准蜗壳中叶片扫过隔舌瞬间,蜗壳与叶轮中截面的相对速度流线图对比分析,其中蜗壳与叶轮等间距样本均取为200,即流线密度一致,如图4所示.由图4(a)可知,流体进入扩散段后,流场产生严重的分化.顺着扩散段流线方向,流场一分为二,扩散段右侧流体流动顺畅,但出流面积逐渐缩小,左侧流体流动混乱,出流面积却逐渐增大；标准蜗壳扩散段相比仿生蜗壳,其扩散段左侧流场更为混乱无序,流线形成方向不一致的曲线预示着该流域将产生大量漩涡或二次流,仿生蜗壳扩散段左侧虽然存在一个局部漩涡,但其扩散段中部及出口处流场方向基本保持一致,说明该流域流动较为均匀.由图4(b)可知,流体在流经叶轮流道时,在每一叶片压力侧中部会形成明显的漩涡,仿生蜗壳叶轮5个漩涡大小、形状一致,且漩涡速度基本一致；标准蜗壳叶轮中5个漩涡却并未呈现中心对称状态,靠近隔舌的2个叶片处的漩涡形状较小,且对应的速度大于其他3个漩涡.这将改变整个叶轮流场的分布,使其压力脉动及受力不均匀,从而影响离心泵的运行.其原因是由于叶片扫过隔舌时,阻碍了上一叶片流道内流体的出流,使其直接撞击蜗壳形成漩涡,漩涡同时对叶轮流道产生反作用,而仿生蜗壳则由于弹性区域吸收了部分冲击能量,大量减缓了漩涡对叶轮区域的影响.这说明在采用仿生蜗壳时,可以明显改善蜗壳内流体的流动状态,且使叶轮内流场分布相对更为均匀、对称.3.1 各监测点压力脉动如图5所示为设计工况下所有监测点在一个计算周期内的压力脉动分布.由图5(a)、(b)可知,压水室第Ⅰ到第Ⅷ断面的压水室处压力脉动幅值波动更明显,特别是第Ⅰ断面脉动幅值为所有监测点中脉动幅值最大处,而扩散段的4个断面处压力脉动则相对更稳定,尤其是第Ⅸ断面脉动幅值为所有监测点中脉动幅值最小处.由图2或图3中云图可以很好地解释上述现象,由于隔舌与叶轮之间的动静干涉,使液流受到冲击作用发生边界层分离,以及叶片出口的的“射流-尾迹”等因素的影响,离心泵内压力脉动最强烈处沿流体偏移到了第Ⅰ断面附近；而扩散段进口处流体的流动状态良好,并没有如同扩散段中部出现大量的漩涡扰动,使得第Ⅸ断面处压力脉动处于整个离心泵内较低值.3.2 脉动幅值最大与最小截面基于同一周期内,仿生蜗壳与标准蜗壳各对应监测点处压力脉动特性分布趋势基本类似,故分别取压力脉动幅值波动最大处(P1)与最小处(P9)监测点具体分析.如图6(a)、(b)所示分别为不同蜗壳离心泵P1处压力脉动时域图与频域图,如图6(c)、(d)所示则分别为不同蜗壳离心泵P9处压力脉动时域图与频域图,其中A为监测点静压脉动幅值.由图6(a)、(c)可知,不同蜗壳离心泵压水室内静压分布呈现明显的周期性,且周期数与叶片数相当；当采用仿生蜗壳时,P1处压力值时而高于标准蜗壳,时而低于标准蜗壳,但同一周期内,仿生蜗壳P1处压力值标准差为73 468,标准蜗壳则为79 857；当采用仿生蜗壳时,其压力幅值及平均值均比标准蜗壳小2倍有余.这说明采用仿生蜗壳时,P1、P9处压力脉动较标准蜗壳更稳定.由图6(b)、(d)可知,不同蜗壳离心泵P1处主频均为240.8 Hz,与叶片通过频率241.7 Hz一致；采用仿生蜗壳时P1处主频脉动幅值相对于标准蜗壳时降低了8.6%,在次主频(481.7 Hz)处降低了10.3%,在3阶主频(963.4 Hz)处则降低了20.1%,在高频处也相对低于标准蜗壳；P9处脉动幅值除了在主频处稍低于标准蜗壳,高频处基本高于标准蜗壳,但由于采用仿生蜗壳时,P9处压力数值远小于标准蜗壳,故其压力脉动幅值的少许上升对该处流场或整个离心泵内流场的影响甚微.综上所述,当采用仿生蜗壳时,可明显改善其压水室内压力脉动特性.(1)在不同时刻下,仿生蜗壳离心泵内流场更优于标准蜗壳,尤其表现在扩散段及叶轮处,相对于标准蜗壳更不易出现漩涡及边界层分离现象.(2)在不同时刻下,仿生蜗壳扩散段入口处容易形成大漩涡,但沿着扩散段出流到出口处低速区逐渐减小,速度分布更加均匀,更利于流体流动,标准蜗壳扩散段在整个扩散段均表现为混乱分布的低速区及严重的边界层分离现象,极大的影响流体出流. (3)叶片扫过隔舌瞬间,流体在流经叶轮流道时,仿生蜗壳可以明显改善蜗壳内流体的流动状态,且使叶轮内流场分布相对更为均匀、对称.(4)在同一周期内,当采用仿生蜗壳时,压水室压力脉动最大处P1处压力值标准差降低了8.7%；压力脉动最小处P9处压力幅值及平均值均比标准蜗壳小2倍有余；当采用仿生蜗壳时，P1、P9处压力脉动较标准蜗壳更稳定.。
05-ACTRAN离心泵噪声分析
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离心泵噪声分析使用的模块配置
ACTRANforNASTRAN
ACTRANDGM
ACTRANVibro-Acoustics
ACTRANAero-Acoustics
ACTRANTM
ACTRANAcoustics
ACTRANVI
5
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ACTRAN计算效率高，针对工程问题可以快速得到声学结果，指 导工程师进行降噪处理。
11
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谢谢！ 谢谢！
12
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7
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监测点声压频谱
计算后，得到的其中一个监测点的声压频谱图
8
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声压级分布云图
ACTRAN分析完成，可以查看离心泵外部声场传播云图。
848HZ
转子内
3130HZ
转子内
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3
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离心泵噪声
离心泵由于蜗壳形状的三维非轴对称性， 叶轮和蜗壳的相互作用使内部流场产生复 杂的非稳定性，其中叶片和蜗舌的相互作 用是造成压力波动的重要因素。压力波动 和泵体部件的相互作用是引起泵体振动、 产生水力噪声的重要原因，并对进出口区 域的流场产生影响。
声学分析模型
建立声学分析模型：
Lighthill体源 Lighthill面源 蜗壳 声传播区 无反射边界 管道模态
蜗壳喉部面积对泵性能的影响研究
蜗壳喉部面积对泵性能的影响研究于晴;王晓锋;张聃;李惠敏【摘要】在某型液体火箭发动机研制中,为了适应发动机推力的提升,需要对泵结构进行适应性改进.基于面积比原理对泵压式液体火箭发动机泵蜗壳喉部与叶轮的匹配进行设计与研究.采用数值模拟和试验研究相结合的方法研究了蜗壳喉部面积变化对泵性能的影响.分别对两种不同面积比的泵模型进行计算分析,结果表明:在高效区范围内,随着蜗壳喉部与叶轮出口面积比值的增大,泵的扬程和效率均有所提高,试验结果与计算结果也较为吻合.因此,蜗壳喉部面积扩大后,与叶轮匹配性有所改善,可以适应发动机推力提升的要求,结构改动简单易行,而且对已制品可以进行返修,减少经济损失.%During the development of a certain liquid rocket engine, the adaptability improve-ment of the pump structure needs to be realized to promote the thrust of the engine. Based on the area ratio principle, the match of the volute throat and impeller in the turbopump-fed liquid rocket engine is designed and studied in this paper. The influence of the variation of volute throat area on pump per-formance is studied by using the method of combining numerical simulation with experimental re-search. The pump models with two different area ratios were analyzed. The results indicate that, in the range of the high efficiency, both the pump lift and efficiency are increased with the increase of area ratio of the volute throat to the impeller outlet. The experimental results are tallied with the cal-culation results. Thus, the match of the volute throat and the impeller can be improved as the volute throat area is widened, which can satisfy the requirement of the thrust enhancement of the engine. Furthermore, thestructure is easy to alter, even the final products can be sent back for modification. It is sure that its cost will be reduced greatly.【期刊名称】《火箭推进》【年(卷),期】2017(043)006【总页数】5页(P44-47,96)【关键词】液体火箭发动机;泵;蜗壳喉部面积;发动机推力;数值模拟【作者】于晴;王晓锋;张聃;李惠敏【作者单位】西安航天动力研究所, 陕西西安710100;西安航天动力研究所, 陕西西安710100;西安航天动力研究所, 陕西西安710100;西安航天动力研究所, 陕西西安710100【正文语种】中文【中图分类】V434.2-34随着战略武器的发展和航天活动的需要，液体火箭发动机技术近些年得到了飞速发展。
离心泵流体激励力的研究:蜗壳部分
离心泵流体激励力的研究：蜗壳部分蒋爱华;章艺;靳思宇;章振华;黄修长;华宏星【摘要】研究了叶轮转动过程中离心泵蜗壳所受流体激励力.基于CFD计算了离心泵叶轮转动过程中的瞬态内流场,而后积分得出蜗壳内表面三个方向上流体激励合力并进行频谱分析,最后运用九次多项式拟合、傅里叶级数与分段多项式拟合分别建立叶轮单周转动各向流体合力数学模型.结果表明:蜗壳所受出口方向、进口方向与垂直于进出口方向的流体激励力以叶片通过频率为基频波动,且波动幅值依次减小,波谷均出现于叶片通过蜗舌时；采用三段多项式拟合所建的数学模型与原始波形有最小的偏差,并且具有较低阶次.%Fluid exciting vibration of centrifugal pump volute was studied. Based on the results of transient fluid flow analysis via CFD simulation, three-direction orthogonal fluid exciting syntheszied forces on volute were gained by integrating the forces on interior fluid-solid interface of volute. The three-direction components of the forces were then compared among themselves both in whole transient simulation process and in sole period. Power spectrums of these forces in one period during which impeller rotates 360 degrees were analysed. The methods of nine-order polynomial curve fitting, Fourier series and multi polynomial curve fitting were used respectively to built mathematic model of three-direction single period fluid exciting forces. The result shows that, the volute suffers three-direction periodical fluid forces whose frequency is the same as the passing frequency of vanes in impeller. The direction of the first force which is perpendicular to the volute exit plane is opposite to the flowing direction and it owns the biggest amplitude fluctuation, whilethe direction of the second force which is perpendicular to the volute inlet plane is the same as that of the flowing. The direction of the third force, whose amplitude fluctuation is the smallest, changes periodically. It also can be known that, the peak of the second force and the trough vale of the third force in single period both appear at the location where the tip of vane passes the tangent line of volute trough, which crosses the center of impeller in the symmetrical plane of volute. The mathematic model by multi polynomial curve fitting can results in smallest deviation from the original signal and is of less polynomial order.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2012(031)004【总页数】7页(P60-66)【关键词】离心泵;蜗壳;流体激振;CFD【作者】蒋爱华;章艺;靳思宇;章振华;黄修长;华宏星【作者单位】上海交通大学机械系统振动国家重点实验室,上海200240;中国船舶重工集团公司第704研究所,上海200031;中国船舶重工集团公司第704研究所,上海200031;上海交通大学机械系统振动国家重点实验室,上海200240;上海交通大学机械系统振动国家重点实验室,上海200240;上海交通大学机械系统振动国家重点实验室,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TH311离心泵的振动是广泛关注的问题，流体激励力是离心泵振动的主要原因之一。
流量对离心泵蜗壳内压力及速度分布的影响
!试验研究#流量对离心泵蜗壳内压力及速度分布的影响Ξ张武高ΞΞ(清华大学) 陈晓玲 曹广军(石油大学・北京)摘要 用等速度系数法设计的矩形断面离心泵蜗壳内,在蜗壳侧面沿圆周方向试验测量了各种流量下中轴垂面上压力的分布,并通过激光多普勒测速仪测量了不同流量下蜗壳内的速度场。
通过分析压力测量结果,指出离心泵在小流量工况时,蜗壳内沿液流方向的压力分布呈现出由大变小再变大的分布规律;中高流量工况时,蜗壳内压力分布的“降速扩压”特征明显。
弄清这种分布规律对提高离心泵的性能及蜗壳优化设计具有指导意义。
主题词 离心泵 蜗壳 流量 压力 速度 影响 目前,国内外离心泵蜗壳水力性能的研究主要集中在数值模拟方面,对试验研究的报道相对较少。
在设计蜗壳型线时,一般假设其内部流动为等速流动或等动量矩流动,但这种假设只有它工作在设计流量附近时才有一定的准确性。
当泵送流量偏离设计流量时,这种假设与实际流动状况偏差较大。
同时,蜗壳内的流动理论中,蜗壳流道中的速度分布与压力分布的关系、流量对它们的影响等内容,都并不十分清楚。
因此,测量及分析离心泵蜗壳内的压力与速度分布、流量对速度及压力分布规律的影响,对丰富蜗壳内的流体流动理论和指导离心泵蜗壳的型线设计,具有重要的意义。
试验布置及参数蜗壳的水力设计一般采用两种方法:速度系数法与角动量守恒原理。
笔者利用等速度系数法进行蜗壳设计。
蜗壳断面形状是矩形,离心泵的设计流量25m 3/h ,设计转速为1450r/min 。
测压孔沿蜗室侧面布置见图1。
压力用U 形管压力计测量。
试验中发现,在试验工况稳定后,蜗室侧壁压力基本稳定,这种结果与测量得到的靠近蜗壳侧壁附近速度分布基本一致。
测量蜗壳内流体流速的仪器为激光多普勒测速仪(LDV )。
测量时,在蜗壳的第Ⅳ、Ⅵ、Ⅷ断面及蜗壳出口断面分别开设了窗口,开设窗口位置如图2所示。
图1 蜗壳侧壁压力测量点布置示意图图2 蜗壳速度测量断面开窗示意图第28卷 第2期石 油 机 械 2000年ΞΞΞ张武高,生于1969年,1997年毕业于石油大学(北京)机电工程系,获博士学位,现在清华大学汽车工程系做博士后研究工作。
离心泵蜗壳流体诱导振动计算及试验探究
CP=（P－P0）/（0.5ρ u22） 式中 P——监测点静压值，单位为Pa；
（2）
P0——参考静压，本文取一个大气压值，单位为 Pa；
ρ——水密度，单位为kg/m3；
u2——叶轮出口圆周速度，单位为m/s。
63 通用机械
2019年 第10期
通用机械制造
GM Manufacture
耦合计算完成之后，进行振动响应分析。参考泵
的振动与测量评价方法，在蜗壳上选取具有代表性的4 个测点，分布位置如图6所示。1#、2#、3#和4#分别为蜗 壳上Y、Z、X和X方向上测点，分布在进出口法兰处、 靠近蜗舌处以及靠近蜗壳基圆处。
如图5所示，由于本文所研究离心泵叶片数Z=7， 而蜗舌附近3个监测点的压力脉动值均呈约7个周期性规 律变化，此时可认为非定常计算已经得到稳定的计算结 果，因此取第6旋转周期的数据为初始流体载荷加载在 蜗壳内壁面上。
P1 P2 P3
图4 压力脉动监测点
表1 进出口法兰处刚度及阻尼值
位置
刚度/
阻尼系数/
Δt=Δφ π/（180│ω │）
（1）
取Δφ=3°，则时间步长为1.798 56×10－4s，叶轮
转动一周需要120个时间步长。每个时间步长内最大迭
代次数取10。
如图4所示，在Z=0截面上蜗舌附近选取点P1～P3用 来监测压力脉动。取离心泵第6个旋转周期内的数据进
行监测，为了更好地分析压力脉动特性，用压力系数CP 对周期内各压力数据进行无量纲化处理，CP计算公式如 下：
一、前言
离心泵作为重要的能量转换装置和流体输送设 备，广泛应用于电力、石化、船舶、水利和航天等领 域。离心泵的可靠性问题在很多尖端技术领域比如船舶
二、流场计算
对于化工离心泵叶轮内部湍流流动的分析
对于化工离心泵叶轮内部湍流流动的分析作者：何颖来源：《科学与财富》2019年第24期摘要：为研究离心泵内部伴有盐析的复杂液固两相流动问题，首先需要了解在清水状态下，其内部真实流动现象的物理本质. 为此，基于 N - S方程和标准的 k - ε湍流模型，利用FLUENT 6. 1 对清水状态下离心泵叶轮内部的三维湍流场进行了数值模拟，并运用先进的测量仪器 P IV 对改进设计后的化工离心泵叶轮内部流场进行了测量，给出了其相对速度分布图. 同时，结合数值计算与试验研究，对离心泵叶轮内部流场进行了初步分析. 试验结果表明，计算所采用的模型的修正方法基本符合离心泵内部流动的实际情况。
关键词：离心泵叶轮；湍流流动；内部流动；分析引言：叶轮机械内部伴有盐析的液固两相流动这一基子图像速度场仪 P IV 直接应用于泵内部流场的研基础科学问题一直是学术界和工程界的难题.在国际国内已经得到了普遍的认可，实际应用浆造纸、石油化工等行业中，离心泵内部结盐现象相的例子越来越多。
由于粘性的影响及伴有盐析的液固两为揭示卤水在叶轮内部流动的真实情况相流动，使离心泵叶轮内部流动非常复杂。
首先着眼于在清水状态下，离心泵叶轮内部流动情离心泵内部流场的研究，多年来一直受到了许情况的研究. 拟采用数值计算的方法求出离心泵叶轮，很多学者的高度重视，以往普遍采用的探针只能对流内部的速度场和压力场的分布，并利用 P IV 对叶轮场进行单点测量，由于激光测量技术的发展，将粒内部流动情况进行试验验证。
一、离心泵内部流场的数值模拟1.基本参数数值模拟的离心泵的基本参数：流量 Q =25 m3 / h，扬程 H= 20 m，转速 n = 2 890 r/m in. 数值模拟的基本假定是：工作介质为牛顿流体且局部各向同性. 再把叶轮三维模型导入到GAMB IT中进行网格划分. 作者采用非结构化网格对计算区域进行离散，为提高网格质量及加快求解速度运用了局部加密技术.2.控制方程基于 N - S方程和湍流模型，模拟离心泵叶轮内部的三维湍流，其连续性方程和动量方程可以描述为Ex + F y + Gz = S。
离心泵蜗壳效应数值模拟与分析
离心泵蜗壳效应数值模拟与分析王晓彬【摘要】利用FLUENT软件结合有限元体积法和Navier－Stokes方程，通过数值模拟方法研究离心泵蜗壳内的二维流场情况。
根据分析结果表明离心泵的蜗壳壁面随着与叶轮距离的增大，受到的冲击越小。
蜗壳出口处的壁面位置会存在低压区，对离心泵的内部流场造成能量损耗。
利用数值模拟的方法，对离心泵蜗壳的设计优化提供了理论依据。
%On the method of numerical simulation, the simulation of two -dimensional flow fields in volute of centrifugal pump is carried out by the software of FLUENT combines the finite-volume method and the Navier-Stokes equations.The result indicates that, as the distance increases between the wall of volute and impeller, the volute is affected smaller.Low pressure area exists at the wall of volute outlet, this would result in the flow field of centrifugal pump energy loss.The numerical simulation method can provide a theoretical basis for designing and optimization.【期刊名称】《制冷》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】3页(P57-59)【关键词】离心泵蜗壳;二维流场;FLUENT;数值模拟【作者】王晓彬【作者单位】珠海格力电器股份有限公司广东珠海519070【正文语种】中文【中图分类】TH311当飞机非常接近地面飞行时，因地面的存在，迫使绕过飞机扰动的气流方向朝着平行于地面的方向改变，致使飞机的绕流场不同于无地面的情况，因此作用在飞机上的气动力也发生改变，这种现象称为地面效应[1]。
双蜗壳离心泵内部流场数值计算分析
文章编号: 1005 0329(2009)09 0015 04双蜗壳离心泵内部流场数值计算分析刘 宜,宋怀德,陈建新(兰州理工大学,甘肃兰州 750050)摘 要: 借助于CFD软件,基于雷诺时均N-S方程和标准k- 湍流模型运用SI M PLE计算方法对叶轮双蜗壳内部流场进行数值模拟,通过模拟双蜗壳与过渡流道内的压力场、速度场、速度矢量分布和流动迹线的三维可视化的流动规律,得出与试验结果相吻合的结果。
运用三个不同工况下速度场和压力场的计算结果,分析该叶轮和过渡流道的内部水力特征,通过计算结果和流动细节以及结构特点,探索双蜗壳及过渡流道内的回流、撞击等流动规律。
关键词: 双蜗壳;对称;湍流;数值模拟;不同流量中图分类号: TH311 文献标识码: A do:i10.3969/.j i ssn.1005-0329.2009.09.004 Num erical Si m ulation A na l y sis of Flow F ield i n t he D ouble Vo l u te Centrif ugal Pu m pL I U Y,i S ONG H ua i de,CHEN Ji an x in(Lanzhou U n i ve rsity o f T echno l ogy,L anzhou730050,Ch i na)Abstrac t: W ith CFD so ft w are,by taking bo t h the reyno l ds averaged N S equati ons and t he standard k turbu lence mode lus i ng SI M PLE,nu m erical s i m u l a tion o f the i n ternal flo w field f o r i m pe ller scrollw as carried ou t.By s i m u l ating the double vo l ute and the transitiona l fl ow of pressure fi e ld,v elocity fi e l d,ve locity vector distributi on even trace the fl ow o f the three d i m ensi onal v i sua liza ti on of t he flo w regular.t he resu lts co i nc i ded w ith the experi m enta l resu lts.the speed and pressure of resu lts i n t he use o f three d ifferen t conditions,the i m pe ller and the transition o f fl ow Interna l charac teristi cs of the w ater w as ana l y zed through the results,as w e ll as t he structure fl ow cha racte ristics w as de ta il d to explore the back fl ow and the i m pact i n the double vo l ute and the trans i ti onal flo w.K ey word s: t he doub le vo lute;symm etric;t urbu l ence;nu m er i ca l si m u l a ti on;different fl ow1 前言蜗壳内部流动研究早期以理论和试验为主,而且理论研究和设计多基于无粘流动和转轮出口流动的轴对称假设,但由于实际流动中粘性不可忽略以及转轮有限数带来的蜗壳进口非均匀性使得传统方法很难获得对蜗壳内部流动的精确描述,随着计算机科学技术的飞速发展,流体流动数值计算模型已成为蜗壳内部流动研究的一个重要手段。
蜗壳宽度对风机性能影响的数值分析
蜗壳宽度对风机性能影响的数值分析曹恒超;潘地林【摘要】离心风机蜗壳的最佳宽度问题，目前工程中还没有得到完全解决。
本文利用数值分析的方法，通过选择不同的蜗壳宽度参数，对4-72、5-48、6-30等三种常用后弯叶片离心风机进行空气动力学计算分析。
计算结果表明，合理选择蜗壳宽度参数可以改善蜗壳内部流动特性，提高通风机空气动力性能。
%The optimum width of centrifugal fan volute is still not completely solved in engineering. In this paper, by choosing different volute width parameters, three commonly used backward curved blades centrifugal fans of 4-72, 5-48 and 6-30 were selected to carry out aerodynamic computational analysis. The calculation results show that the reasonable choice of volute width parameters can improve the flow characteristics inside the volute and therefore improve the performance of fan aerodynamics.【期刊名称】《风机技术》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】5页(P35-39)【关键词】离心风机;蜗壳;数值模拟【作者】曹恒超;潘地林【作者单位】安徽理工大学;安徽理工大学【正文语种】中文【中图分类】TH4320 引言蜗壳作为离心风机的核心部件，其主要任务是将离开叶轮的气体导向蜗壳的出口，并将部分动压转变成静压。