离心泵进口回流流场及其控制方法的数值模拟
基于CFD的离心泵内部流场数值模拟
基于CFD的离心泵内部流场数值模拟作者：郑玉彬张旭明来源：《科技创新与应用》2014年第21期摘要：为研究CFD技术在离心泵内部流场分析方面的应用，通过三维软件Pro/E对核主泵内部流道进行三维造型，基于雷诺时均N-S方程和k-ε湍流模型两方程及SIMPLEC算法，应用计算流体力学软件CFX对泵进行了定常数值模拟和分析。
结果表明：由于蜗壳的扩压作用，在0.6Q～1.3Q泵的内部压力变化梯度明显，从叶轮进口向蜗壳出口方向，压力逐渐增加。
在0.9Q～1.1Q工况，泵内的压力变化更加均匀，这表明在设计点附近，泵的流动更加稳定。
而在1.2Q和1.3Q工况，在第八断面附近，出现高压流体和低压流体交汇，流场分布不均匀，这表明泵在大流量区域流动不稳定。
应用CFD技术能很好的分析离心泵的内部流场。
关键词：CFD；离心泵；数值模拟随着工业和城市化的进一步发展，我国面临着水污染严重，污水治理起步晚、基础差、要求高的形势，因此开发高效节能的排污泵能够降低能耗，达到节能的效果，可以为国家带来巨大的经济效益[1]。
施卫东[2]为实现低比转速潜水排污泵高扬程、高效率、无过载性能的统一，对WQS150-48-37型低比转速潜水排污泵采用不同设计方法，经优化得出3种方案，应用Pro/E软件建模，结合Fluent软件对3种方案进行了多工况内部流场分析和性能预测，并与外特性试验结果对比。
丛小青[3]针对低比速排污泵轴功率曲线随流量增大而增大这一特点，从理论上推导了排污泵产生无过载轴功率的条件，分析了主要几何参数对扬程曲线斜率的影响，给出了无过载排污泵水力设计中主要几何参数的选择原则和范围，同时通过设计实例，阐述了无过载排污泵的设计方法。
刘厚林[4]通过对双流道泵叶轮和蜗壳里的水力损失、容积损失、机械损失的分析，提出了双流道泵扬程曲线、效率曲线的性能预测方法，分别给出了双流道泵叶轮和蜗壳内各种摩擦损失、扩散损失，及主要局部损失的计算方法。
离心泵叶轮内系统流场的计算仿真
离心泵叶轮内系统流场的计算仿真离心泵叶轮内部流场的计算仿真是为了了解流体在离心泵内部的流动情况，从而优化叶轮设计和提高泵的效率。
在进行离心泵叶轮内部流场的计算仿真时，需要考虑以下几个因素：泵的几何形状、流体性质、边界条件和数值模拟方法。
首先，离心泵的几何形状对流场的分布和特性有着重要的影响。
泵叶轮的叶片数目、叶轮的进出口截面积和叶片的弯曲角度等都会影响流体在叶轮内的流动情况。
通过使用计算机辅助设计软件，可以建立泵的几何模型，并导入流体计算软件中进行后续的流体仿真。
其次，流体的性质是进行流体仿真的重要参数。
例如，流体的密度、黏度和压缩性等都会对流场的分布和特性产生影响。
通过获取流体的物理性质参数，可以在流体计算软件中进行设定。
在设定数值模拟过程中，需要确定边界条件，如泵的进出口压力和流量。
进口边界可以设定为流体的入口条件，而出口边界可以设定为自由出流边界条件，或者通过设定压力来模拟泵的工作情况。
最后，数值模拟方法是实现流体仿真的关键。
通过数值计算方法，可以将流体力学方程离散化，然后通过迭代计算得到流场的分布。
常用的数值模拟方法包括有限差分法(Finite Difference Method, FDM)、有限体积法(Finite Volume Method, FVM)和有限元法(Finite Element Method, FEM)等。
根据实际情况和计算需求，可以选择适合的数值模拟方法进行计算仿真。
在进行离心泵叶轮内部流场的计算仿真时，还需要考虑模型的合理性和精度。
例如，叶轮的几何模型应该与实际叶轮相匹配，流体参数应准确地反映出实际情况。
此外，还需要进行收敛性分析，以确保计算结果的准确性和可靠性。
总之，离心泵叶轮内部流场的计算仿真是一个复杂而重要的工作。
通过合理设置几何模型、流体参数、边界条件和数值模拟方法，可以实现对离心泵叶轮内部流场的准确计算仿真，为离心泵的优化设计和性能改进提供依据。
cfx数值模拟教程kobesu
基于CFX的离心泵内部流场数值模拟基于CFX的离心泵内部流场数值模拟随着计算流体力学和计算机技术的快速发展，泵内部的流动特征成为热点研究方向，目前应用CFX 软件的科研人员还较少，所以将CFX使用的基本过程加以整理供初学者参考。
如有不对之处敬请指教。
一、CFX数值计算的完整流程二、基于ICEM CFD的离心泵网格划分导入几何模型修整模型创建实体创建PRAT设置全局参数划分网格检查网格质量并光顺网格导出网格－选择求解器导出网格三、CFX-Pre 设置过程基本步骤新建文件导入网格定义模拟类型创建计算域指定边界条件建立交界面定义求解控制定义输出控制写求解器输入文件定义运行计算过程四、CFX-Post后处理计算泵的扬程和效率云图矢量图流线图导入几何模型在ICEM CFD软件界面内，单击File→Imort Geometry→STEP/IGES（一般将离心泵装配文件保存成STEP格式），将离心泵造型导入ICEM，如图3所示。
图3 导入几何模型界面修整模型单击Geometry→Repair Geometry→Build Topology，设置Tolerence，然后单击Apply，如图4所示。
拓扑分析后生成的曲线颜色指示邻近表面的关系：green = 自由边，yellow = 单边，red = 双边，blue =多边，线条颜色显示的开/关Model tree →Geometry → Curves → Color by count，Red curves 表示面之间的间隙在容差之内, 这是需要的物理模型，Yellow edges 通常是一些需要修补的几何。
图4 修整模型界面2-3 创建实体单击Geometry→Creade Body，详细过程如图5所示。
图5 创建实体界面创建PRAT创建PART，是为了设置边界时使用，在模型树中，右键点击Part，在出现菜单中选择Create Part。
以此创建各个部件的part，如图6所示。
基于Fluent 14.5离心泵内部流场数值模拟教程
基于Fluent 14.5离心泵内部流场数值模拟教程内容摘要：一、描述随着科学技术的进步，许多领域对水泵要求越来越高。
传统的设计方法已无法满足快节奏、高要求的现代社会。
随着计算流体力学（CFD）技术的发展，为水泵设计也带来了更好的研究方法。
应用CFD技术，通过计算机对水泵内部流场进行虚拟试验，可以快速获得外特性曲线，...一、描述随着科学技术的进步，许多领域对水泵要求越来越高。
传统的设计方法已无法满足快节奏、高要求的现代社会。
随着计算流体力学（CFD）技术的发展，为水泵设计也带来了更好的研究方法。
应用CFD技术，通过计算机对水泵内部流场进行虚拟试验，可以快速获得外特性曲线，并且能够更好的在设计阶段预测泵内部流动所产生的漩涡、二次流、边界分离、喘振、汽蚀等不良现象，通过改进以提高产品可靠性。
本教程采用IS80-65-125型水泵的水力模型，通过具体步骤希望广大同行能快速掌握运用Fluent对水泵进行CFD模拟的步骤方法。
二、建模采用Creo 2.0 M020（Peo/Engineer）进行建模。
本次教程不考虑叶轮前后盖板与泵腔间的液体（事实证明对实际结果有一定影响，为了教程方便因此不予考虑，大家可以在实际工作中加入对前后腔体液体），建模只考虑进口管部分、叶轮旋转区域部分、蜗壳部分。
对于出口管，可以根据模型的特征进行判别，本次模拟是由于出口管路对实际模拟结果影响很小，不存在尺寸急变等特征，因此去掉了出口管段，以减少网格数量。
建模如图所示：图1 建立流道模型三、网格划分建模完成后，导出*.x_t（或其他格式）格式，导入网格划分软件中进行网格划分。
网格划分软件有很多，各有各的优势，主要采用自己熟练的一种即可。
本次教程采用ICEM进行网格划分。
进口段为直锥型结构，采用六面体网格。
叶轮和蜗壳部分采用四面体非结构网格（也可以采用六面体网格，划分起来比较麻烦）。
对于工程应用，可以采用不划分边界层网格，划分边界层网格比较费时间，生成的网格数量也很高，但是从模拟的外特性曲线来看，差别不是很大，但是对于研究边界层流动对性能的影响，就必须划分边界层，对于采用有些壁面条件，也必须划分边界层（该部分查看其它教程）。
低比转数离心泵进口预旋的数值计算研究.doc
低比转数离心泵进口预旋的数值计算研究-低比转数离心泵一般是指比转数n = 30-80的离心泵，广泛应用于农业排灌、城市供水、锅炉给水、矿山、石油和化工等领域.与中高比转数离心泵相比，低比转数离心泵有其特殊性，即轴功率曲线随流量增大而迅速上升，通常没有极值出现，导致泵在大流量区运行极易产生过载现象.因此，研究一种具有无过载性能的低比转数离心泵设计方法具有十分重要的意义.传统的无过载理论都是假设叶轮进口无旋，通过适当减小叶轮出口宽度、叶片出口安放角及叶片数来实现无过载性能，最终取得了很好的效果.但有时受到加工条件、运行条件及效率等因素的限制，仅仅在叶轮上实现无过载性能比较困难.前置导叶预旋调节技术在风机和压缩机中得到了较为普遍的应用，国内外己对其开展了深入的研究，并逐渐应用到水泵中，且己证实该技术是一种较好的工况调节方法.对于多级离心泵，可通过级间导叶产生预旋，对于单级离心泵，可通过前置导叶产生预旋.为研究预旋对离心泵性能的影响，选择计算区域较少的单级离心泵QDX6-20-0. 75为研究对象.设计3组方案，以商用软件Fluent 6. 2为平台，通过数值模拟对其内流场和外特性进行分析.1方案设计QDX6-20-0. 75的设计参数为流量Q =6 m /h扬程H=20 m，配套电动机功率P=0.75 kW，转速n =2 850 r/min，比转数n = 45 .叶轮和蜗壳的设计均采用速度系数法，并结合优秀水力模型对该泵进行结构设计，蜗壳采用较小的基圆直径，叶轮和泵体主要几何参数为叶轮进口直径D -48 mm，叶轮轮毅直径D = 18 mm，叶轮出口直径D -135 mm，叶轮出口宽度Z = 8 mm，泵体出口直径D= 34 mm，泵体基圆直径D3 = 136 mm泵体宽度b3 -20 mm.为减小轴向长度，前置导叶采用径向导叶形式，由环形四周进水.为更好地引导水流产生预旋，前置导叶按照等角对数螺旋线进行设计.为了使多级泵产生不同的预旋，改变前置导叶的出口安放角。
基于CFD的离心泵内部三维流动数值模拟和性能预测_王志坚
从图中可以看出， 叶轮在进口处速度比较低， 但流动比较均匀， 说明叶轮进口处结构设计合理。 叶轮的速度从进 口 到 出 口 逐渐 增加， 在 出 口 处达 到最大值。这 是因 为 随着 叶轮半 径 的 增加， 流体 的线速度 也随着 增加。 隔舌 附 近 的速度分 布 紊 乱， 这是因为隔舌 的 阻 力和 叶轮 带 动 流 体 高速 旋 转所致。螺旋 流 道 大 部 分速度 矢 量 是 均匀 的， 在 出口处流动不稳定 并 出 现 回 流， 这 是因 为 涡壳 出 口压力较高 造 成的。 总 体而 言， 离心 泵 流 动 状 况 ， ， 良好 没有出现明显的二次流 漩涡等不良现象。 图 4 是相对速度 矢 量， 从图可 以 看 出总 体 上 离心泵的相对速度分布比较均匀。在两个叶片之 间的流体中存在着射流 － 尾 迹 流 动， 在 每 个 叶片 吸力面附近， 形成一个低能流体区， 流体相对速度 较小， 形成 尾 迹 区; 而 在 叶轮 压 力面 附 近， 形成 一 个高能 流 动 区， 流 体 相 对速度 较 大， 形成 射 流 区; 吸力面附 近 的速度 要 明 显 高于 压 力面 附 近 的速 度; 在 隔舌 附 近， 流 体 的 相 对速度的 矢 量 分 布 错
图2 离心泵网格划分
2． 2
控制方程
壳内流动( 绝对运动) ， 在两 个 区 域交 界 面 处 交 换 惯性坐标系下的流体参数， 保证交界面的连续性。 边界条件设置如下: ( 1 ) 入 口 边 界 条 件设 置 为 速度 入 口， 指定入
离心泵内部流动属于三维、 粘性、 非定常湍流流 动， 其运动规律符合 Navier － Stokes 方程， 而离心泵
式中
— —流体密度 ρ— u— — —速度 p— — —压力 t— — —时间 x— — —空间坐标 — —动力粘度 μ— S— — —源项 k 方程为: 使用标准 κ － ε 模型使雷诺方程封闭， ( ρk ) ( ρku i ) + t x i μ t k = + G k － ρε + x j μ σ k x j ε 方程为:
离心泵的水力设计和数值模拟讲解
离心泵的水力设计和数值模拟讲解离心泵是一种常见的水力机械设备，广泛应用于工业和民用领域。
它的水力设计和数值模拟是对离心泵性能进行优化和改进的重要手段。
下面将从离心泵的水力设计和数值模拟两个方面进行详细讲解。
一、离心泵的水力设计1.流量设计：离心泵的流量设计是以工程要求的流量为基础，通过水力模型试验或数值模拟等方法确定。
流量是衡量离心泵工作效果的重要指标，也是确定泵的尺寸和形式的基础。
2.扬程设计：扬程是指离心泵能够将液体抬升的高度。
在水力设计中，扬程是根据所需扬程和流量来确定的。
扬程的大小取决于泵的尺寸、转速、叶轮形状等因素。
3.效率设计：离心泵的效率是指泵所传递的水功率与泵所消耗的机械功率的比值。
效率的高低直接影响到泵的能耗和使用成本。
在水力设计中，需要根据工程要求和经济性考虑，确定合适的效率。
4.功率设计：离心泵的功率设计是指根据所需流量、扬程和效率来确定泵的功率。
功率是决定泵的动力系统和选型的重要参数，需要根据泵的工作条件和性能曲线来确定。
二、离心泵的数值模拟离心泵的数值模拟是利用计算机技术对泵的内部流动进行仿真模拟，以获得流场信息、压力分布和效率等参数。
数值模拟可以帮助优化和改善泵的性能、减少试验成本和时间。
1.建立几何模型：离心泵的数值模拟首先需要建立一个几何模型。
几何模型包括泵的内外部结构、叶轮的形状和尺寸等。
通过CAD软件等工具进行建模，得到几何模型的三维模型。
2.网格划分：在几何模型的基础上，需要对计算域进行网格划分。
网格划分是将计算域划分成小区域，以便对流动进行离散化计算。
合理的网格划分能够保证计算结果的准确性和稳定性。
3.数值计算：数值计算是指通过数值方法对流体的动力学方程进行求解，得到流场信息和参数分布。
常用的数值求解方法包括有限体积法、有限元法和离散元法等。
通过将流场方程离散化为代数方程组，使用求解器进行求解，得到结果。
4.结果分析与优化：得到数值模拟结果后，可以对流场、压力分布、速度分布等进行分析和评价。
离心式叶片泵内部流场的数值模拟
年增刊5通用机械yjx 前沿技术Advanced TechnologyAdvanced Technology 离心式叶片泵广泛应用于各类液体物料的输送，如乳品、啤酒、饮料、医药、生物工程、精用化工等领域。
它既可以输送低、中黏度溶液，也可以输送含悬浮物或有腐蚀性的溶液。
传统叶轮机械的设计是以实验为基础的设计，通过反复的设计和实验，并借助经验的判断确定最终的设计方案，设计的周期较长，费用较高，对经验的依赖性较强。
随着计算机技术的发展，数值模拟开始更为广泛地应用于叶轮机械的设计和流场分析中。
计算流体力学（com put at i onal fl ui d dyn am i c s ，CFD ）就是其中一种有效的研究流体动力学的数值模拟方法。
基本步骤如图1所示。
一、问题的描述对一个典型的叶轮机械进行数值模拟。
采用的模型为工程上常用的离心式叶片泵，该泵由旋转的叶轮和静止的蜗壳两部分组成。
流体从中央的圆形进口沿经向均匀进入叶轮，经过旋转的叶片作用后，得到能量，从蜗壳出口排出。
1.已知参数叶轮叶片数为6，叶轮进出口直径分别为120mm 和220mm ，叶片进口安放角（叶片与圆周方向夹角）和出口安放角分别为200°和250°，叶片厚度为3mm 。
蜗壳隔舌角β0为350°，出口段扩散角为80°，叶轮进口流速为2.2m /s ，叶轮旋转角速度为1470r /m i n 。
2.流体区域的离散化离散化后的离心式叶片泵的二维网格图如图2所示。
网格由两部分流体区域组成：包围叶片的流体区域（叶轮区域）和蜗壳内的流体区域（蜗壳区域）两部分。
把包围叶片的流体区域作为旋转参考系来处理，两个区域被壁面边界分割开来。
离心式叶片泵内部流场的数值模拟Ab s t ra c tThis paper constructed the numerical mode l of tur bule nce flow f ield,a nd g av e nu me ric a lly simulated f low fie ld of blade machine with uent.The vector and pressure distribution of static and rotor blade is calculated.Through the simulation r e s u l t ,n u m e r i c a l s i m u l a t i o n m e t h o d c a n r e al ly r ef le c t the complicated ow of blade interior and can provide theory basis for the design and improvement of blade machine.沈阳航空工业学院曹国强吉林石油集团有限公司建设公司孙继栋庄河市蓉花山镇镇政府刘 建20074www.t .ne t年增刊55通用机械yjx 前沿技术Technology Advanced Technology 二、数值模拟计算采用经典的k －ε两方程模型，压力、速度耦合方程组的半隐式方法（SI M PLE 算法）求解，同时采用了SI M PLEC 修正方法，对动量、湍动能、耗散率控制方程的离散均采用二阶迎风格式。
离心泵内流场的三维数值模拟及流动分析
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离心泵数值仿真指导教程
1.离心泵数值仿真指导教程本章对离心泵数值仿流程和步骤进行详细说明。
PumpLinx算例文件目录下会生成几个重要文件，其中“.sgrd”文件为网格文件，记录网格信息；“.spro”文件为工程文件，记录模型及边界条件设置信息；如需打开一个完整的算例，工程文件和网格文件缺一不可。
“.stl”文件为PumpLinx支持的几何模型导入格式。
1.1离心泵几何模型导入►在CAD软件中将离心泵进口段、转子部分和蜗壳出口段分别以stl格式导出。
►注意:在导出几何模型之前，需要将进口段、转子部分和蜗壳出口段分成三个部分，以便在进行数值仿真时可以顺利生成动/静流体域之间的交互面。
如下图所示：►运行PumpLinx软件，新建一个工程文件，界面如下：►选择界面左边的Mesh窗口命令（一共4个窗口选项，分别是Mesh、Model、Simulation 和Result，分别代表各个步骤）。
►选择“Import/Export Geometry or Grid”命令，点击“Import Surface From STL Triangulation File”，选择事先从CAD文件中导出的stl文件，如图所示：此步骤也可直接打开PumpLinx标准算例文件“centrifugal_initial_stl_surface.spro”，其默认存储路径为：“C: /Program Files/Simerics/Tutorials/Centrifugal”。
1.2 切分离心泵边界面1.2.1对离心泵流体域进行分区►点击“Split/Combine Geometry or Grid”命令，选择“Split Disconnected”命令对分块的几何模型进行切分。
►几何体被分为pump_1，pump_2和pump_3三部分，分别将对应部分命名为Inlet，Rotor和Volute，即进口、转子和蜗壳三部分。
重命名pump_1为volute，即蜗壳出口部分；重命名pump_2为rotor，即转子部分；重命名pump_3为inlet，即进口部分。
离心泵内部流场的数值模拟研究
８８
人 民 长 江
２ ０ １ ３生
的准 确性 。
８Ｉ ３．
（ ３ ）添加 固定 导叶 后 ， 虽 然效 率有所 提 升 ， 但 并不
［ ６ ］ 刘建龙 ， 陶爱忠 ， 孙 建伟 ， 等． Ｃ Ｆ Ｄ在 大 型 潜 水 贯 流 泵 装 置 优 化 设 计 中的 应 用［ Ｊ ］ ． 人民长江， ２ ０ １ ３， ４ ４ （ １ ） ： ６ ４— ６ ８ ． ［ ７ ］ 徐 洁， 谷传刚． 长 短 叶 片 离心 泵 叶 轮 内 部 流 动 的数 值 计 算 ［ Ｊ ］ ． 化 工 学报 ， ２ ０ ０ ４， ５ ５ （ ４ ） ： ５ ４ １ —５ ４ ４ ． ［ ８ ］ 刘文明， 金仲 康 ， 郑 源， 等． 大 型 供 水 泵 站 数 值 模 拟 及 水 力 优 化 ［ Ｊ ］ ． 排 灌 机械 ， ２ ０ ０ ９， ９ （ ５ ） ： ２ ８ １— ２ ８ ６ ． ［ ９ ］ 冯俊 ， 郑源 ， 李玲玉． 超低 水 头 竖 井贯 流 式 水轮 机 三 维 湍 流数 值 模 拟［ Ｊ ］ ． 人民长江， ２ ０ １ ２， ４ ３ （ ２ １ ） ： ８ ５—８ ８ ． ［ １ ０ ］ 王宏伟 ， 刘小兵 ， 曾永忠． 长短 叶 片 混 流 式 水 轮 机 转 轮 的 三 维 几 何建模［ Ｊ ］ ． 水 电 能 源科 学 ， ２ ０ １ ０ ， ２ ８ （ ３ ） ： ｌ ２ １一ｌ ２ ３ ．
中图法分类号 ： Ｔ Ｖ ７ ３ ４
离心泵 是一 种 高扬 程 水 泵 ， 叶轮 和 导 叶 又 是离 心 泵 中重要 的过 流部件 。叶轮将 原动 机 的机械 能直 接传 给液体 ， 以增加 液体 的静 压能 和动 能 ， 而 导 叶是离 心泵 的转 能装 置 ， 它 的作 用 是 将 叶 轮甩 出来 的液 体 收 集起 来， 使 液体 的流速 降低 ， 把部 分 速 度 能 转 变 为压 力 能 ， 其水 力性 能 的提高 对 于提升 离心 泵效率 具 有十分 重 要 的意 义 。近 年来 Ｃ Ｆ Ｄ分 析 技术在 风 机 、 水泵 等 许 多 工业 领 域 得 到 了广 泛 应 用 ， 同 时 也 得 到 了 逐 步 完 善 。另外 将 Ｃ Ｆ Ｄ用于 泵体 内流 场 的数值 模 拟 ， 已经 成 为泵优 化设 计 的重要 方法 。大 量 的工 程实 践 证 明， 数值模 拟 结果 是 可靠 的 。本 文通 过 为 某 型 号 离 心泵 添加 固定 导 叶 ， 然后 基 于 Ｃ Ｆ Ｄ仿 真技 术 ， 对 泵 体 进行 了流场模 拟 ， 并 将 添 加 导 叶 前 后 的仿 真 效 果 与 实
(完整word版)CFX的流场精确数值模拟教程
基于CFX的离心泵内部流场数值模拟基于CFX的离心泵内部流场数值模拟随着计算流体力学和计算机技术的快速发展，泵内部的流动特征成为热点研究方向，目前应用CFX 软件的科研人员还较少，所以将CFX使用的基本过程加以整理供初学者参考。
如有不对之处敬请指教。
一、 CFX数值计算的完整流程二、基于ICEM CFD的离心泵网格划分2.1 导入几何模型2.2 修整模型2.3 创建实体2.4 创建PRAT2.5 设置全局参数2.6 划分网格2.7 检查网格质量并光顺网格2.8 导出网格－选择求解器2.9 导出网格三、CFX-Pre 设置过程3.1 基本步骤3.2 新建文件3.3 导入网格3.4 定义模拟类型3.5 创建计算域3.6 指定边界条件3.7 建立交界面3.9 定义输出控制3.10 写求解器输入文件3.11 定义运行3.12 计算过程四、 CFX-Post后处理4.1 计算泵的扬程和效率4.2 云图4.3 矢量图4.4 流线图2.1 导入几何模型在ICEM CFD软件界面内，单击File→Imort Geometry→STEP/IGES（一般将离心泵装配文件保存成STEP格式），将离心泵造型导入ICEM，如图3所示。
图3 导入几何模型界面2.2 修整模型单击Geometry→Repair Geometry→Build Topology，设置Tolerence，然后单击Apply，如图4所示。
拓扑分析后生成的曲线颜色指示邻近表面的关系：green = 自由边， yellow = 单边，red = 双边， blue =多边，线条颜色显示的开/关Model tree →Geometry → Curves → Color by count，Red curves 表示面之间的间隙在容差之内, 这是需要的物理模型，Yellow edges 通常是一些需要修补的几何。
图4 修整模型界面2-3 创建实体单击Geometry→Creade Body，详细过程如图5所示。
基于Fluent的水泵流动区域的CFD数值计算模型
CFD 数值计算模型软件平台：PRO-E3.0理论上，水泵的进口到出口的流动区域就是我们的计算模型。
一般，全流场算域分为5部分：1. 叶轮进口段2. 叶轮内流动域3. 泵体前腔4. 泵体后腔5. 泵体（涡壳）6. 出口段通常我们计算的时候运用流动域1、2、5、6, 最简化的为流动域2、5.计算模型可以运用PRO-E ，UG ，CATIA 等三维造型软件，具体的造型过程和步骤请点击三维造型培训，模型通常保存为STP 和IGS 文件格式.各流动域可以分别造型，然后进行装配.简单的模型可以运用FLUENT 前处理软件GAMBIT 中进行.下图为某型号纸浆泵，计算模型包括：1. 叶轮进口段，2. 叶轮内流动域，3. 泵体前腔，4. 泵体后腔，5. 泵体（涡壳）某型号纸浆泵计算模型下图为某型号低比速离心泵计算模型，包括：1. 叶轮内流动域，2. 泵体（涡壳）。
模型作了简化，没有考虑腔体中的流动。
某型号低比速离心泵计算模型下图为某型号的循环泵全流场计算模型，包括所有的流动区域。
某型号循环泵计算模型计算模型的造型是CFD 工作中非常重要的一部分，由于造型可能影响到网格划分和网格生成质量，因此，科学合理的造型将达到事半功倍的效果。
网格划分计算模型导入步骤 File--Import, 见下图。
导入计算模型, 轮廓图见下图。
网格划分界面a 面合并界面b 网格分界面c 网格质量检查模型处理好后, 分别对流动区域进行网格划分通常, 叶轮和泵体的几何现状不规则，运用T-Grid 类型进行网格划分，网格间距根据模型大小和计算机性能配置进行设置，一般取1-10.在进行全流场计算时，您可以在口环、涡壳隔舌、压力梯度大的区域进行局部加密，局部加密时，需要注意网格变化不能太剧烈。
为了提高计算精度和粘性底层的影响，先画好边界层网格，再画体网格。
在FLUENT 中，您可以根据计算的结果，用Adapt-Gradient 对压力梯度大的区域进行加密，如下图所示。
离心泵控制系统计算机仿真实验报告
南京工业大学化学化工学院化工专业开放实验研究报告题目：离心泵控制系统计算机仿真实验班级、学号：姓名（签名）：成绩：指导教师（签名）：年月课题背景与研究现状1、化工自动控制概述。
自动控制是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或者装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律进行。
自动控制系统主要由控制器，被控对象，执行机构和变送器组成。
按照控制原理的不同，可以分为开环控制系统与闭环控制系统；按照给定信号的不同，可分为恒值控制系统，随动控制系统和程序控制系统。
自动控制过程通常可以用方块图来表示，从信号流的角度出发，将组成自动系统的各个环节用信号线相互连接起来的一种图形。
在已定的系统构成内，信号的作用都有方向性，不可逆置，信号的方向由连接方块之间的信号线箭头来表示。
2、本单元过程控制原理。
来自设备约40℃的带压液体经调节阀LV101进入带压罐V101，罐液位由液位控制器LIC101通过调节LV101的进料量来控制；罐内压力由PIC101分程控制，PV101A、PV101B分别调节进入V101和出V101的氮气量,从而保持罐压恒定在5.0atm(表)。
罐内液体由泵P101A/B抽出,泵出口流量在流量调节器FIC101的控制下输送到其它设备。
实验目的：1、了解离心泵的原理；掌握离心泵系统的正常开车、运行和停车的操作；学会处理离心泵的气缚、气蚀等故障。
2、学生通过仿真实验加深对相关理论知识的理解，熟悉相关工艺的操作，弥补工厂现场“只能看，不能动”的遗憾，加深对化工厂单元操作的集散控制系统的原理和操作方法的了解，为今后的学习和实践增加经验。
实验内容：本单元主要实验内容包括：系统冷态开车；系统正常操作；系统正常停车；A泵坏的故障处理；流量控制阀坏故障处理；泵的入口管线堵故障处理；泵的气蚀故障处理；泵的气缚故障处理。
工艺流程：来自某一设备约40℃的带压液体经调节阀进入带压罐，罐液位由液位控制器控制；罐内压力分程控制，从而保持罐压恒定在5.0atm(表)。
离心泵变工况流场分析及数值模拟
ｔ ｅｖ ｃｏ ｉ ｃｉｎｏ ａ ｉｌ ｏｃ ｏ ｋｐａｅｉ ｈ ａ ｇ ｒｍ ｅ ｔ ｎＩ ｏｓｃｉｎ Ｖ．Ｉ ｅｌｔ ｒ ａｅ ｈ ｅｔｒｄｒ ｔ ｆ ｄａ ｆｒｅｔｏ ｌｃ ｔｅｒｎ ｅｆｏ ｓｃｉ ｌｔ ｅｔ ｅ ｏ ｒ ｎ ｏ ｌ ｏ ｎｔ ｔ ｓ ， ｈ ａｅｃ
文 章 编 号 ：１ ７—１ ６ ２ ０ ） ６０ ４ —４ ６ ３５９ （０ ７０ —０ ３０
离 心 泵 变 工 况 流场 分析 及 数 值模 拟
黎 义斌 赵伟 国 ，王秀 勇 ， ， 付义东
（ ．兰州理工大学 流体动力 与控制学 院，甘肃 兰州 １ ７ ０ ５ ； ．东营市河 口区市政公用事业管理局 ，山东 东营 ３００ ２ ２７ ０ ） ５ ２ ０
Ｌ — ｉ ＩＹｉ ｎ ，ＺＨＡＯ ｅ— ｕ ｂ Ｗ ｉ ｏ ，Ｗ ＡＮＧ ｕ ｙ ｎ Ｕ — ｏ ｇ ｇ Ｘｉ— ｏ ｇ ，Ｆ Ｙｉ ｎ ２ ｄ
（ ． Ｃｏｌｇ ｆＦｌｉ ｗｅ ｎ ｎ ｒ ｌ １ ｌ ｅｏ ｕｄ Ｐｏ ｒａ ｄ Ｃ ｔｏ ，Ｌａ ｚ ｕ Ｕ ｎｖ ｏ ｅ ｅ ｏ ｎ ｈｏ ｉ． ｆＴｅ ｋ Ｄｏｎ ｙｎ ２ ７ ０ ｇ ｉｇ ５ ２ ０，Ｃｈｎ ） ｉａ ，Ｌａ ｚ ｏ ７ ０ ５ ｎｈ ｕ ３ ０ ０，Ｃｈｎ ｉａ；２ Ｐｕ ｌ ｉｔ ｒ ａ ． ｂｉ Ｕｔｌ ｙ Ｂｕ ｅ ｕ，Ｈ ｅ ｏｕ Ｄｉｔｉｔ ｃ ｉ ｋ ｓｒｃ ，
摘要 ：针对一 离心泵 内部流场进行数值 计算， 计算采 用 雷诺时均方 程和 ＲＮＧ ｋ￣湍流 模型 ， － 压力 和速度 耦合采用 ＳＭＰ Ｅ Ｉ Ｌ Ｃ算 法． 分析变工况 离心泵 内部流场 的基础上 ， 出离心泵 径向力数值预测 的数学模型． 在 提 分析 结果 表 明，
小流量工况 时离心泵径 向力最大， 计工况 时径 向力最小 ； 设 小流 量工况 时径 向力 矢量方 向在 蜗 壳第 Ⅲ断面 和第 Ｖ 断面之 间， 大流量工况时径 向力矢量方 向在蜗 壳第Ⅶ断面 和隔舌 之 间， 设计 工况 时总径 向力在蜗 壳第 Ｖ断面和第 Ⅶ断面之 间． 对比径 向力数值预测值和“ ｔｐ ｎ ｆ 公式值 的差异 ， 计工况 时误 差在 ２ 之 内， Ｓ ｅａ ｏｆ ” 设 非设计 工况时误差
（完整word版）CFX的流场精确数值模拟教程
（完整word版）CFX的流场精确数值模拟教程基于CFX的离⼼泵内部流场数值模拟基于CFX的离⼼泵内部流场数值模拟随着计算流体⼒学和计算机技术的快速发展，泵内部的流动特征成为热点研究⽅向，⽬前应⽤CFX 软件的科研⼈员还较少，所以将CFX使⽤的基本过程加以整理供初学者参考。
如有不对之处敬请指教。
⼀、 CFX数值计算的完整流程⼆、基于ICEM CFD的离⼼泵⽹格划分2.1 导⼊⼏何模型2.2 修整模型2.3 创建实体2.4 创建PRAT2.5 设置全局参数2.6 划分⽹格2.7 检查⽹格质量并光顺⽹格2.8 导出⽹格－选择求解器2.9 导出⽹格三、CFX-Pre 设置过程3.1 基本步骤3.2 新建⽂件3.3 导⼊⽹格3.4 定义模拟类型3.5 创建计算域3.6 指定边界条件3.7 建⽴交界⾯3.9 定义输出控制3.10 写求解器输⼊⽂件3.11 定义运⾏3.12 计算过程四、 CFX-Post后处理4.1 计算泵的扬程和效率4.2 云图4.3 ⽮量图4.4 流线图2.1 导⼊⼏何模型在ICEM CFD软件界⾯内，单击File→Imort Geometry→STEP/IGES（⼀般将离⼼泵装配⽂件保存成STEP格式），将离⼼泵造型导⼊ICEM，如图3所⽰。
图3 导⼊⼏何模型界⾯2.2 修整模型单击Geometry→Repair Geometry→Build Topology，设置Tolerence，然后单击Apply，如图4所⽰。
拓扑分析后⽣成的曲线颜⾊指⽰邻近表⾯的关系：green = ⾃由边， yellow = 单边，red = 双边， blue =多边，线条颜⾊显⽰的开/关Model tree→Geometry → Curves → Color by count，Red curves 表⽰⾯之间的间隙在容差之内, 这是需要的物理模型，Yellow edges 通常是⼀些需要修补的⼏何。
图4 修整模型界⾯2-3 创建实体单击Geometry→Creade Body，详细过程如图5所⽰。
基于并联双离心送风机内外流场的数值模拟研究
基于并联双离心送风机内外流场的数值模拟研究王剑光于国栋(青岛朗兹环保科技有限公司山东青岛266100)摘要：该文完成了并联双离心送风机两套离心风机及房间内外流场及温度场三维数值计算。
在送风机内流场数值仿真基础上，着重分析了典型截面速度场的分布规律。
在送风机房间数值仿真基础上，着重分析了制冷与制热工况下房间内速度场及温度场的分布规律。
仿真结果对并联双离心风机系统的优化设计及房间内温度分布的主动控制等方面具有重要参考意义。
关键词：并联双离心离心风机蜗壳温度场中图分类号：TH432.1文献标识码：A文章编号：1672-3791(2022)06(b)-0056-05Numerical Study of the Whole Flow Field of the DoubleCentrifugal FanWANG Jianguang YU Guodong(Qingdao Londs Environmental Technology Co.,Ltd.,Qingdao,Shandong Province,266100China) Abstract:In this paper,three dimensional numerical calculation of two sets of parallel centrifugal fans and the in‐ternal and external flow field and temperature field in the house is completed.Based on the calculation of the inner-flow in the double centrifugal fan,the velocity field of the transverse and lengthways sections were farther analyzed. Based on the calculation of the house under refrigeration and heating working conditions,the velocity field and temperature field in the house were farther analyzed.The simulation results are of important significance to the op‐timal design of the air supply system and the active control to the temperature in the house.Key Words:Double centrifugal fan;Centrifugal fan;Fan volute;Temperature field并联双离心送风机是由两套离心风机及蜗壳组成的送风设备，在机组整体尺寸较小的情况下，提供较大的送风风量，经常应用于大型宾馆、室内房间的空气调节以及家电、机电设备的通风散热当中。
离心泵仿真实验1
实验1 离心泵仿真实验一、实验目的1.熟习离心泵的操作方法；2.了解DCS图和现场图的联系和区别；3.了解离心泵的一些常见故障及排除方法和技巧。
二、工艺说明1.工作原理离心泵一般由电动机带动。
启动前须在离心泵的壳体内充满被输送的液体。
当电机通过联轴结带动叶轮高速旋转时，液体受到叶片的推力同时旋转，由于离心力的作用，液体从叶轮中心被甩向叶轮外沿，以高速流入泵壳，当液体到达蜗形通道后，由于截面积逐渐扩大，大部分动能变成静压能，于是液体以较高的压力送至所需的地方。
当叶轮中心的流体被甩出后，泵壳吸入口形成了一定的真空，在压差的作用下，液体经吸入管吸入泵壳内，填补了被排出液体的位置。
2.“气缚”现象离心泵若在启动前未充满液体，则离心泵壳内极易存在空气，由于空气密度很小，所产生的离心力就很小。
此时在吸入口处形成的真空不足以将液体吸入离心泵内，因而不能输送液体，这种现象为“气缚”。
所以离心泵在开动前必须首先将被输送的液体充满泵体，并进行高点排气。
3.“汽蚀”现象通常，离心泵叶轮入口处是压力最低的部位，如果这个部位液体的压力等于或低于在该温度下液体的饱和蒸汽压力，就会有蒸汽及溶解在液体中的气体从液体中大量逸出，形成许多蒸汽和气体混合物的汽泡。
这些小汽泡随着液体流人高压区后，汽泡破裂重新凝结，在凝结过程中，质点加速运动相互撞击，产生很高的局部压力。
在压力很大、频率很高的连续打击下，离心泵体金属表面逐渐因疲劳而损坏，寿命大为缩短。
离心泵的安装位置不当、流量调节不当或入口管路阻力太大时都会造成“汽蚀”。
4.离心泵的操作要点离心泵的操作包括充液、启动、运转、调节及停车等过程。
离心泵在启动前必须使泵内充满液体，通过高点排气保证泵体和吸入管内没有气体积存。
启动时应先关闭出口阀门，防止电机超负荷。
停泵时亦应先关闭出口阀门，以防出口管内的流体倒流使叶轮受损。
长期停泵，应放出泵内的液体，以免锈蚀和冻裂。
5.工艺流程说明本工艺为单独培训离心泵而设计，其工艺流程图如图1:来自某一设备约40℃的带压液体经调节阀V101进入带压罐V101,罐液位由液位控制器LIC101通过调节V101的进料量来控制：罐内压力由PIC101分程控制，PV101A、PV101B分别调节进入V101和出V101的氮气量，从而保持罐压恒定在 5.0atm(表)。
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离心 进 口回流 流场 及其 控 制 方 法 的数 值模 拟 泵
张金 凤 ，梁 赘 ， 建 平 ， 寿 其 袁 袁
（ 江苏大学 流体机械工程技术研究中心 ， 江苏 镇江 ２ ２ １ ） １０ ３
摘 要 ：在 小流量 工况 下运行 时 离心泵 叶轮进 口会 产 生进 口回流 现 象． 用标 准 ｋ一 湍 流 模 型 ， 采 应
ｃ ｎｙｗｔ ｄ ｆ ｅ ｔ ｎｅｔ ｎｐｅｓｒ ｅｅａａ ｚｄａ ｄｃｍｐｒｄ ｔｒｕｈ ｎ ｍ ｒ ａ ｓ ｌ ｉｎ ｈ ｉ ｃ ｉ ｉｅ ｎ ｉ ｃ ｏ ｒｓｕｅｗ ｒ ｎ ｌ ｅ ｎ ｏ ａｅ ｈｏ ｇ ｕ ｅｉ ｌ ｉ ａ ｏ ．Ｔ ｅ ｅ ｈ ｆｒ ｊ ｉ ｙ ｃ ｍｕ ｔ ｒｓｌｉｄｃｔｓ ｈ ｔ ｉ ｒｓｕｅｗ ｔ ｊ ｔ ｎ ｃｎ ｅ ｅｔ ｅ ｏｔ ｌｉｌ ｅｉ ｕａｉ ｎ ｍ ｒｖ ｅｕ ｉａ ａ ｈｇ ｐｅｓｒ ａｅ ｉ ｅ ｉ ａ ｆ ｃｉ ｌ ｃｎｒ ｎ ｔ ｃ ｃ ｌ ｏ ａ ｄｉ ｐｏｅ ｔｎ ｅｔ ｈ ｒｎ ｃｏ ｆ ｖｙ ｏ ｅ ｒ ｒ ｔｎ
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Ａ ｂ ｔ ａ ｔ Ｄｕ ｉ ｇ ｐａｔｌａ ｏ ｅ ａｉ ｎ， ｒ ｃｒ ｕ ａ ｉｎ ｓｒ ｃ ： ｒｎ ｒ—ｏ ｄ ｐ ｒ ｔｏ ｅ ｉｃ ｌ ｔ ｗａ ｉ ｅ ｉａ ｌ ｄ ｖ ｌ ｐ ｄ ｔ ｐｕ ｍｐｅｌｒ ｉ ｌｔ ｏ ｓ ｎ ｖ ｔｂ ｙ ｅ ｅｏ ｅ ａ ｍｐ ｉ ｌｅ ｎ ｅ ．
回流控 制 效果 以及 离心泵扬 程和 效 率． 结果 表 明 ： 在进 口处注入 高压 水能 有效 改善 回流发 生 时的流 场速度 分布 ， 弱 回流 强度 ， 减 降低 回流发 生的 关键 流 量 点 ； 高压 水 的 注入 在 设 计 流量 和 大 流量 范 但
围 内还 会 降低 泵的扬 程和 效率 ； 综合 考虑各 种 因素后 选择在 该 叶轮进 口处注入 ０ １ ａ的 高压水 ．０ＭＰ
卷
Ｂａ ｅ ｎ ｓａ ｄ ｒ ｓ ｄ ｏ ｔ ｎ ａ ｄ ｋ一 ￡ ｔ ｒ ｕ ｅ ｔｍ ｏ ｅ ．ｔ ｅ ３ Ｄ ｔ ａ ｙ ｔ ｒ ｕ ｅ ｔｆｏ ｉ ｅ ｔ ｆ ａ ｕ ｐ ｗａ ｉ ｌ — ｕ ｂ ｌｎ ｄ １ ｈ 一 ｓｅ ｄ ｕ ｂ ｌｎ ｗ ｎ ａ ｃ ｎ ｒ ｕｇ ｌｐ ｍ ｓｓｍｕ ａ ｌ ｉ ｔｄ ｕｎ ｅ ｉｆｒ ｎ ｏ ｄ ｔｏ ｏ ａ ａｙ ｅｔ ｅ ｖ ｌｃ ｔ ｓｒｂ ｔｏ ｆｔ ｅ ｒ ｃｒ ｕ ａ ｉｎ ｆｏ ｆｅｄ ａ ｄ ｔ ｏ — ｅ ｄ ｒｄ ｆｅ ｅ ｔｃ ｎ ｉｉｎｓｔ ｎ ｌ ｚ ｈ ｅ ｏ ｉ ｄｉｔ ｕ ｉ ｎ ｏ ｅ ｉｃ ｌ ｔ ｗ ｌ ｎ ｈｅｖ ｒ ｙ ｉ ｈ ｏ ｌ ｉ
用 Ａ Ｓ Ｓ Ｃ Ｘ软件 对 不 同工况 下低 比转速 离心 泵进 口处 的 三 维湍 流 场 进行 了数 值 模 拟 ， 析 了 Ｎ Ｙ Ｆ 分
流场 内的速 度分 布． 为减 小进 口回流 的危 害 ， 出了在 离心 泵进 口加 注 高压 水 的 回流控 制 方 案 ． 提 对 注入 不 同压 力 的高压 水后 ， 值分 析 了进 口流场 的速度 分布 和 回流漩 涡 的形 态变化 ， 数 并对 比分析 了 ； 口回流 ； 进 数值 模拟 ；回流控 制 ； 叶轮 中 图分 类号 ： Ｈ １ Ｔ ３１ 文献 标志码 ：Ａ 文章 编号 ： ６ １ ７ ５ ２ １ ）４— ４ ２— ６ １ ７ —７ ７ （０ ２ ０ ０ ０ ０
Ｎｕ ｅ ｉ ａ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ ｏ ｅ ｉ ｃ ｌ ｔｏ ｏ ｔ ｏ ｔ ｍ ｒｃ ｌｓｍ ｌ ｔｏ ｆ ｒ ｃ ｒ ｕ ａ ｉ ｎ ｃ ｎ ｒ ｌａ ｃ ｎ ｒ ｆ ｇ ｌｐ ｍ ｐ ｉ ｌ ｔ ｅ ｔ ｉｕ ａ ｕ ｎ ｅ
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