离心浮选机结构对流场影响的数值模拟
毕业设计(论文)-基于PROE离心泵叶轮三维建模及流场数值模拟分析模板
摘要本文将曲面造型与数值计算有机的结合在一起应用到离心泵叶轮的设计中。
采用二维造型得到计算区域，通过对离心泵叶轮内部流场的数值计算与分析，得到较好的离心泵叶轮。
本文主要对离心泵叶轮的计算公式进行研究，并对离心泵叶轮的尺寸进行计算。
建立了一个叶轮轴面投影图，为叶轮的绘型做准备。
选择一种适合的绘型方法，完成离心泵叶轮的绘型。
最后再利用PRO/E软件建立离心泵叶轮的三维实体模型,即完成了在PRO/E中的三维建模。
为了方便流场数值的模拟分析，使用Gambit软件对所得的三维模型进行划分网格，运用fluent软件做出边界条件并计算，再使用fluent软件对所设计的离心泵叶轮内三维流场进行了数值模拟，并对计算结果进行了分析。
而后采用基于标准k一e湍流模型来求解，在非结构化网格中，采用基于有限元的有限体积法对方程进行离散，用压力校正法进行数值求解。
利用湍流模拟结果，分析了离心泵叶轮进口边位置对泵性能的影响。
由于采用了多种求解方法和多重网格加速收敛技术，因而fluent能达到最佳的收敛速度和求解精度。
本文结合实例和经验，通过对离心泵叶轮CFD计算结果的分析，说明所设计的叶轮是成功的。
关键词：离心泵叶轮；PRO/E；三维建模；数值模拟；计算流体动力学（CFD）Title Based on PRO / E centrifugal impeller three-dimensional modeling and numerical simulationAbstractThis article will surface modeling and numerical computation applied to the organic combination of centrifugal pump design. Be calculated using two-dimensional modeling area, through the centrifugal pump impeller Numerical calculation and analysis, get a better pump impeller.In this paper, the formula for centrifugal pump impeller to study, and calculated the size of centrifugal pump impeller. The establishment of a leaf axle plane projection, the drawing of the impeller to prepare. Select the drawing of a suitable method to complete the drawing of centrifugal pump impeller. Finally, using PRO / E software to establish the three-dimensional solid model centrifugal pump impeller, which was completed in PRO / E in the three-dimensional modeling.In order to facilitate numerical simulation analysis,the use of proceeds Gambit software mesh three-dimensional model,using fluent software to make the boundary conditions anf calculate,and then use software designed for fluent centrifugal pump impeller flow field is numerically simulation and calculation results are analyzed. Then based on the standard k a e turbulence model to solve, in the unstructured grid, finite element based finite volume method to discretize the equations using the numerical solution of the pressure correction method. Turbulence simulation using the results of analysis of a centrifugal pump impeller inlet side of the pump performance of the location. As a result of a variety of multi-grid solution method and the accelerating convergence technology, which can achieve the best fluent convergence speed and solution accuracy.In this paper, examples and experience, through the centrifugal pump impeller CFD analysis results, indicating that the impeller is successful. Keywords: centrifugal pump impeller; PRO / E; three-dimensional modeling; numerical simulation; computational fluid dynamics (CFD)目录基于PRO/E离心泵叶轮三维建模及流场数值模拟分析第一章绪论1.1论文研究的背景：泵广泛应用于国民经济的各个部门，它的技术性能对各相关行业影响巨大，长期以来采用“手工设计一样机生产一样机测试一设计修改”的生产路线，其不仅研制开发费用高，而且周期很长。
离心泵内流场的三维数值模拟及流动分析
产生交割，且全位错也易开始起动，使合金发生塑性变 弹性协作进行，减小了形状回复的阻力；同时相间习性能
形，并且 ε马氏体交叉现象随预应变增大而愈加严重，限 提供逆转变驱动力，有利于 Ｓｈｏｃｋｌｅｙ 不全位错的逆运动，
制了 ε马氏体层错在回复退火时产生收缩，相当于减少 提高了合金的形状记忆效应。
了能够发生层错收缩的 ε马氏体相对数量。不同位向的 ５ 结 论
（ １）在叶轮旋转过程中，各流道的流动随它在叶轮中 相对位置的不同而不同。压力和速度分布具有明显的轴 不对称性。
收稿日期：２００６－ １１－ ０９
机械工程师 ２００７ 年第 １ 期 ４９
Ｒ 研究探讨 ＲＥＳ ＥＡＲＣＨ ＆ ＤＩＳ ＣＵＳ Ｓ ＩＯＮ
的报道。而离心泵内过流部件的几何形状伴有强烈的弯 曲和扭曲，其内部流动是复杂的三维流动。只对过流各部 件单独分析，没有考虑过流部件间的匹配关系，ＣＦＤ 分析 结果必然与实际流动存在较大差别，也无法了解离心泵 内部流动的三维特性。随着计算流体力学和相应计算软 件的发展，水泵的全三维数值模拟已经成为可能，但一般 仅局限于在叶轮流道内计算，同时将叶轮、进水室和蜗壳 作为模拟对象的还不多见。本文借助 ＦＬＵＥＮ（Ｔ ＣＦＤ）软 件平台，采用 Ｎ－ Ｓ 方程配合标准 ｋ－ ! 湍流模型对水泵内 流场进行了三维数值模拟。通过对内流场的模拟，得出了 一些有价值的水泵性能信息。 ２ 建模与计算方法
数的增加，晶体缺陷密度随之增加，这些晶体缺陷可以作 但训练次数达到一定值时，回复率呈现下降趋势。
为 ε马氏体核胚，使合金在预变形时以应力诱发马氏体 相变为变形的主要机制。
另外，随着训练次数的增加，拉压应力使马氏体的厚 度逐渐减小，促进了周围基体的弹性协调，对马氏体相的 可逆性有益，因而提高了合金的形状记忆效应。
基于CFD的离心泵内部流场数值模拟与性能预测
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ ｐｕｍｐ；ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ ｆｌｕｉｄ ｄｙｎａｍｉｃｓ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｆｏｒｅｃａｓｔ
随着计算流体动力学（ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ ｆｌｕｉｄ ｄｙｎａｍｉｃｓ，ＣＦＤ）技术的迅速发展，数值模拟技术已 成为研究流体机械内部流体运动规律、预测流体机 械性能的一种重要手段¨一］。离心泵复杂的流道形 状、高速旋转、流体粘性以及动静部件间的相互作 用等决定了其内部流体流动实际上是一个三维的、 粘性的、非定常的极其复杂的流动方式，有的甚至 还是固液或气液等多相流动【３］，正因为如此，采用 传统的速度系数法和相似换算法设计和开发的离
图２叶轮中心回转面绝对速度分布
ｐ盱 Ｆｉｇ．２ Ｃｅｎｔｅｒ ｒｏｔａｔｉｖｅ ｓｕｒｆａｃｅ ａｂｓｏｌｕｔｅ ｖｅＩｏｃｉｔｙ
ｆｉｌ髑ｏｆ邮ｍｐ ｉｍｐｅｌｌｅｒ
４．３内部流场总压力分布
如图４所示为离心泵叶轮回转中心面总压力
Ｆｉｇ．４
图４ 叶轮中心回转面总压力分布 Ｃｅｎｔｅｒ ｒｏｔａｔｉｖｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｏｔａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｐｒｏｆｉｌｅｓ ｏｆ ｐｕｍｐ ｉｍｐｅｌｌｅｒ
ＸＩＥ Ｊｉｅ－ｆｅｉ，ＬＩ Ｘｉａｎｇ—ｇｕｉ，ＹＡＮＧ Ｈｕｉ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ＆Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１０００４，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）
４．２内部流场速度分布
离心泵叶轮中心回转面绝对速度与相对速度 分布分别如图２与图３所示，叶轮内部和涡壳附近 流场分布比较理想，没有出现大的流动分离和冲击 现象，速度由叶片进口至叶片出口不断升高，由叶 轮至涡壳速度逐渐降低，同时顺着涡壳导流方向流 体速度不断升高，至泵出口区域流速才慢慢降低， 这与蜗壳的设计方法相符合，靠近蜗壳外壁处已经 出现了回流，这与实际情况相符，表明离心泵在设 计工况下的运行状态良好。
离心泵内部流场三维数值模拟的开题报告
离心泵内部流场三维数值模拟的开题报告一、选题背景离心泵是一种普遍应用于各种流体输送中的重要泵类。
为了更好地研究离心泵的流场特性及性能，提高离心泵的输送效率和运行稳定性，需要对离心泵内部流场进行三维数值模拟，以获得更全面和准确的流态信息和性能数据。
本文的选题意义在于探究离心泵内部流场的三维数值模拟，为离心泵的性能优化和设计改进提供重要参考和方向。
二、论文内容本文将通过建立离心泵的三维几何模型，采用计算流体力学（CFD）方法，对离心泵内部流场进行三维数值模拟，研究其流态特征和性能。
主要内容包括以下几个方面：1. 离心泵的几何模型建立：通过三维建模软件建立离心泵内部几何模型，并进行网格划分，以便进行后续的数值模拟分析。
2. 数值模型的建立：建立离心泵的数值模型，采用数值方法求解流场中的运动方程，以及速度、压力等关键参数。
主要采用流体动力学（CFD）方法进行求解，运用不同的求解方案、求解方法和求解器，对离心泵内部不同工况下的流场进行三维数值模拟分析。
3. 数值模拟分析：通过数值模拟软件对离心泵内部流场进行分析，主要关注离心泵内部流场的流态特征、速度分布、压力分布等参数，了解离心泵的运行状态，并深入探究不同工况下的流场特性及其影响因素。
4. 结果分析与讨论：通过对不同工况下的数值模拟结果进行比较分析，探究不同工况下流场的特性和性能数据变化规律。
同时，通过对比理论计算结果和实测数据，验证数值模拟结果的准确性和可靠性，为离心泵的设计优化和性能提高提供科学依据和参考数据。
三、研究意义离心泵是一种广泛应用于各种流体输送领域的重要设备，其性能及输送效率对应用过程的安全和稳定运行起着至关重要的作用。
通过对离心泵内部流场进行三维数值模拟，可以更全面、准确地了解其流态特性和性能数据，为离心泵的设计优化、性能提高和应用领域拓展提供科学依据和参考数据。
四、研究方法本文采用计算流体力学（CFD）方法，通过建立离心泵的三维几何模型，对其内部流场进行数值模拟分析。
离心风机内部流场三维数值模拟
中图分类号 ： Ｔ ４２ Ｈ ４
文献标识码 ： Ａ 这样做可 以缩 短 Ｒ Ｇ ｋ 模 型的收敛 时 间。压力 一速度 Ｎ —Ｅ
１ 离心风机流场数 值模拟计算模型 的选择
叶轮机械 内全三 维粘性流的计算越来越 受到国内外学 离散采用 ＳＭＰＥ法 ， ｎｔ ｄ ｏｍ ｌｔｎ选取 ２ ｄ ｒｅ — Ｉ Ｉ Ｕ ｓ ａｙＦｒ ｕ ｉ ｅ ａｏ ｎ —ｏｄｒ
式。
右 ， 个网格扭 曲率如果 过大 ， 单 计算精度将受 到影响 。网格
和 所 利用 ＣＤ商用软件 ＦＵ Ｎ ． 对离心风机内部流场 图如 图 １ 图 ２ 示 。 Ｆ ＬＥ Ｔ６ １
进行数值模拟存 在的 主要 困难有 ：１由于几何 模型 复杂 ， ２ ３ 边界条件 （） ．
需要大量的网格分布， 由于网格的扭曲率的原因， 非结构化
流以及可能出现的分离流、 尾流和射流等流动现象。因此
涡壳参 数为 ： 圆半 径 Ｄ＝ ５ ｔ 涡 室宽 度 Ｂ ２０ 基 ５０ｉ ， ｎ ｏ ＝ ６
对于这 种复杂 流场 的求解 必 须 以 Ｎｖ ｒ ｔ ｅ 方程 为 基 ｍ 转速 ｒ ０ ／ ｌｌ ａｅ—Ｓ ｋｓ ｉ ｏ ｍ， ＝２８０ｒｍ ｎ 叶轮 ： 宽度 ｂ ０ ｔ， ＝１０ｉ 叶轮直径 ｄ ５ ｌ， ｎ ｏ ＝３０ｍｎ 叶片数为 本方程 。从 数学 的观点来看 ， 流就是 Ｎ—ｓ方程 的通解 ， 湍 湍流场 的求解 ， 只要对 Ｎ 方程进 行求 解即 可。但 是 ， —Ｓ 就 １ ： ０个 目前 的计算机 的发展 水平 ， 要想通 过 直接 求解 Ｎ— 来 求 Ｓ 过求解 Ｒ Ｎ 方程来 对离 心 风机 内部粘性 流场进 行求解 ， ＡＳ
在 Ｇ ＭＢＴ２ １ ２中设 置求 解器为 Ｆ Ｕ Ｎ ／ ， Ａ Ｉ ． ． Ｌ Ｅ Ｔ ５６ 对模
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
刘厚林泵网 基于CFX的离心泵内部流场数值模拟
网 .com 图15 创建计算域界面 泵 u 3.6 指定边界条件 i 单击 Boundary 图标，选择计算域，在 Basic Settings 中选择边界类型和位置，在 Boundary Details 中 刘w厚ww林.pumpl 设置相应物理量值。离心泵模拟中边界条件一般选择压力进口和流量出口或者流量进口压力出口。
STEP 格式），将离心泵造型导入 ICEM，如图 3 所示。
om 图 3 导入几何模型界面 网 .c 2.2 修整模型 泵 u 单击 Geometry→Repair Geometry→Build Topology，设置 Tolerence，然后单击 Apply，如图 4 所示。 i 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 = 林 l 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 刘w厚ww.pump 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。
网格划分过程如图 2 所示。
图 2 ICEM CFD 网格划分过程
1
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江苏大学 FP 工作室创作
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
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4.3 矢量图 单击 vector 图标，绘制矢量图。如图 24 所示。
浮选机内多相流动特性及浮选动力学性能的数值研究
浮选机内多相流动特性及浮选动力学性能的数值研究浮选机内多相流动特性及浮选动力学性能的数值研究近年来，浮选技术作为一种重要的矿石分选和固体废弃物处理工艺，被广泛应用于矿山和冶金等领域。
浮选机是浮选过程中的核心设备，其中多相流动特性和浮选动力学性能是其研究的关键。
多相流动特性是浮选过程中各相沿浮选机内各部位分布和流动情况的研究。
浮选机内的多相流动包括气泡、固体颗粒和水等相的流动行为。
其中，气泡与固体颗粒的相互作用是浮选过程中最为重要的因素之一。
通过数值模拟方法，可以研究气泡与固体颗粒之间的相互作用，分析气泡在浮选机中的运动规律和分布情况，有助于优化浮选过程，提高矿石分选的效率和品位。
浮选动力学性能是指浮选过程中各相之间的传质、传热等动力学过程。
浮选动力学性能的研究可以揭示浮选过程中各相之间的相互作用规律，进而优化浮选机的结构和操作参数。
数值模拟方法可以用于模拟气泡、固体颗粒和水之间的传质过程，研究浮选机内的传质特性，探究不同操作参数对矿石浮选的影响。
此外，数值模拟还可以模拟浮选过程中的传热过程，研究各相之间的热交换行为，为浮选机的热力学设计提供理论依据。
为了研究浮选机内多相流动特性和浮选动力学性能，数值模拟方法是一种有效的工具。
数值模拟可以通过建立浮选机的几何模型和流场模型，采用多相流动方程求解方法，对浮选机内多相流动特性进行仿真计算。
通过数值模拟，可以获得气泡、固体颗粒和水等相的运动规律和分布情况，得到浮选机内各相浓度和速度的空间分布，揭示浮选过程中各相之间的相互作用规律。
数值研究结果对于优化浮选机的设计和操作具有重要的指导意义。
通过数值模拟，可以对浮选机内的多相流动特性进行可视化分析，了解各部位的流动情况和气泡、固体颗粒等相的分布情况。
同时，通过模拟不同操作参数下的浮选过程，可以比较分析不同条件下的浮选效果和性能。
这些研究结果可以为浮选机的结构改进、操作优化和矿石分选工艺的改进提供理论依据和技术支持。
离心泵叶轮流场数值模拟研究
离心泵叶轮流场数值模拟研究一、前言离心泵是一种常见的机械设备，广泛应用于水处理、石油化工、空调等领域。
其中，离心泵叶轮是其重要部件之一，其性能对整个离心泵的性能有着至关重要的影响。
因此，对离心泵叶轮进行流场数值模拟研究，进一步优化其设计是非常必要的。
二、离心泵叶轮的结构和工作原理离心泵叶轮是离心泵的核心部件之一，其结构通常由叶片、叶片轴等部分组成。
离心泵叶轮是通过电机的旋转带动液体呈离心运动，从而产生往前的推力，将液体输送至出口。
离心泵叶轮的运行状态对离心泵的性能有着至关重要的影响。
三、离心泵叶轮流场数值模拟研究离心泵叶轮的流场数值模拟研究可以帮助我们深入了解离心泵叶轮内部的流体运动规律，进而对离心泵叶轮的设计做进一步的优化。
1.数值模拟方法利用常见CFD（计算流体力学）软件，如ANSYS CFX、FLUENT等，可以对离心泵叶轮流场进行数值模拟。
数值模拟方法涉及到的关键参数包括离散格式、网格生成、边界条件等。
其中，网格生成对数值模拟结果影响较大，因此需要注意生成网格的密度、精确度等因素。
2.数值模拟结果离心泵叶轮的流场数值模拟结果通常涉及流速分布、压力分布、流动轨迹等参数。
通过这些参数，可以对离心泵叶轮的性能进行分析和评价。
另外，数值模拟结果还可以指导离心泵叶轮的改进设计。
四、离心泵叶轮流场数值模拟的应用离心泵叶轮流场数值模拟的应用范围广泛，主要涉及以下方面：1.离心泵叶轮的设计和优化流场数值模拟可以帮助我们深入了解离心泵叶轮内部的流体运动规律，即可对离心泵叶轮的设计和优化提供理论基础。
2.离心泵叶轮的性能评估根据数值模拟结果，可以对离心泵叶轮的性能进行评估分析，指导制定更为科学合理的使用方案。
3.离心泵的研究和开发离心泵是研究和开发的对象之一，通过离心泵叶轮流场数值模拟研究，可以为离心泵的研究和开发提供重要的参考依据。
五、结语离心泵叶轮的流场数值模拟研究可以为离心泵的设计和优化提供理论基础，加速离心泵产品的研发和应用。
磁液悬浮离心血泵的流场数值模拟及其优化设计
第37卷,总第218期2019年11月,第6期《节能技术》ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGY Vol.37,Sum.No.218Nov.2019,No.6磁液悬浮离心血泵的流场数值模拟及其优化设计舒崚峰1,王洪杰2,宫汝志2(1.华东勘测设计研究院有限公司,浙江 杭州 311122;2.哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001)摘 要:磁液悬浮离心式人工血泵要求运行平稳、工作可靠,但实验发现扬程与效率值偏低,并观察到叶轮存在一定的失稳现象。
为探究其原因,该文采用SIMPLE 压力校正算法和标准k -ε湍流模型对存在失稳现象的磁液悬浮离心式人工血泵进行了非定常数值模拟。
通过分析叶轮内部流场,提出三种叶轮优化方案并进行数值模拟验证。
模拟结果显示:叶轮流道扭转20°可使扬程和效率分别提高8%和5%,出口倒斜角40°可使径向力减少22%。
关键词:离心血泵;失稳;数值模拟;流场分析;叶轮优化中图分类号:TK72 文献标识码:A 文章编号:1002-6339(2019)06-0540-05Numerical Simulation and Optimization Design of Magnetic -liquidSuspension Centrifugal Blood PumpSHU Ling -feng 1,WANG Hong -jie 2,GONG Ru -zhi 2(1.Huadong Engineering Corporation Limited,Hangzhou 311122,China;2.Energy Scienceand Engineering school,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China)Abstract :High reliability should be guaranteed in the running of magnetic -liquid suspension centrifugal blood pump.However,low pump head and efficiency as well as instability of impeller are observed in ex⁃periment.To reveal the underlying reasons,the unsteady numerical simulation was conducted by usingthe k -εmodel and SIMPLE method.Three impeller optimization schemes are proposed based on the im⁃peller flow field analysis,and are finally examined by numerical simulation.The results show that,twir⁃ling the impeller by 20°will increase the pump head and efficiency by 8%and 5%respectively,and u⁃sing a 40°beveling impeller outlet angle will decrease the radial force by 22%.Key words :centrifugal blood pump;instability;numerical simulation;flow field analysis;impeller opti⁃mization收稿日期 2019-04-11 修订稿日期 2019-05-17作者简介:舒崚峰(1989~),男,硕士,工程师,从事水机机械及辅助系统设计工作。
离心风机三维内流场的数值模拟-中国风机技术网
离心通风机整机三维流场的数值模拟Three-dimensional Flow Field Numerical Simulation of Centrifugal Fan徐长棱毛义军/西安交通大学流体机械研究所摘要：对前弯型离心通风机整机三维内流场进行了数值模拟,预测了叶轮的做功效率，通过与试验结果比较表明了计算的可信性。
详细分析了风机内部流场情况，发现轮盖附近的流动分离现象使叶轮对流体的做功能力受到很大影响。
通过对不同工况的计算，揭示了叶轮和蜗壳内部的二次流现象及其发展规律。
通过比较，分析了蜗壳子午截面涡流产生的机理及其影响因素。
关键词：离心式通风机三维流场数值模拟二次流中图分类号：TH432 文献标识码：B文章编号：1006-8155（2005）05-0001-04Abstract:A numerical simulation of the three-dimensional inner-flow field in a forward-swept centrifugal fan is presented to predict the efficiency of impeller. The creditability of numeration is confirmed by comparing with the experimental result. The analysis of the flow field indicates that the flow separation near shroud had more badly influence on performance of impeller. The numerical analysis to different operating modes shows the developing laws of secondary flow inside volute and impeller. The mechanism of production and influencing factor of vortex in meridian plane of volute are analyzed.Key words:Centrifugal fan There-dimensional flow field Numerical simulation Secondary flow1 引言由于各方面条件限制，仅凭试验手段往往使离心通风机某些流动现象难以得到很好的观察和测量。
离心通风机内部流场数值模拟
离 心 通 风 机 内部 流 场 数 值 模 拟
柏 乐 ，刘 英 ，华 洁 ，李 佳 ，黄 秀 玲
（ 南 京 林 业 大 学 机械 电 子工 程 学 院 ，南 京 ２ １ ０ ０ ３ ７ ）
摘 要 ：为 降 低 离 心 通 风 机 的 能 耗 ， 在 不 同体 积 流 量 参 数 条 件 下 应 用 Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ 软件对 ｗＤ Ｌ Ｈ 一４ ５ ０型 离 心 通 风 机 内部 流 场 进 行 了数 值 模 拟 ， 得到风机效率 、 总 压 力 和 叶 轮功 率 等 数据 ． 结 果 表 明 ，总压 力 和效 率 等性 能 参 数 的模 拟 结 果 与实 验 测 量 数 值 非 常 吻合 ， 验证 了数值模 拟 的正确性． 由于 风 机 叶 片 为 不 规 则 几 何 体 ， 使
不 均匀 性 而存 在 压 力 不对 称 的 现象 ．
关键词 ： 离心式通风机 ； 流 场 ；数 值 模 拟 ； 标 准 湍流 模 型
中 图 分 类 号 ：ＴＨ ４ ３ ２ 文 献 标 志码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ ０ ７—８ ２ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ５ ） ０ １—０ ０ ２ ８—０ ４
行 网格划 分． 由于 叶 轮流 道 、 蜗 舌 等 部 位 气 体 流 动 情 况 比较 复
杂， 故 加 密这些 区域 ， 其余 区域 正 常划 分 ， 以提 高 网格 质 量 和保
证 流场信 息． 然 后生 成非结 构化 四面体 网格 ］ 蜗 壳 区域 和 叶轮 流 一 固 分界 面 网格 图 ， 受
机整 机流 场 ， 揭示 离 心风机 内的一些 重要 参数 ， 为设 计 高效率 、 低 能耗 的风机 提供 理论依 据 ．
基于CFX的离心泵全流场数值模拟研究
盖之 间 的前 后 腔 体 的流 体 域 ， 计 算 模 型 巾 对离 心 泵进 出 口做足 够 的延伸 。
２ ． ２ 网格 生成
将 计算域模型 导入 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ Ｃ Ｆ Ｘ前 处 理 软 件 Ｉ Ｃ Ｅ Ｍ— Ｃ Ｆ Ｄ进行 网格 剖分 。 由于 叶轮采 用 扭 曲 叶 片 以 及蜗 壳 结 构 较 为 复 杂 ， 因 而 全局 采 用 适 应性 较强 的四面 体 网格 划分 技 术 ， 并 检 查 网格 质 量 ， 网 格质 量符 合计 算要 求 ， 全 流场计 算模 型 网格 如图 ３
４ ） 在０ ． ８ Ｑ 流 量 况 下 靠 近 隔舌 部 位 的 叶轮
～ 流道 出现 旋 涡 及 低 速 区 ， 随着 计 算 流 量 的 增 大这
栅 彻 螂 晰 粕
（ Ｓ 一 ） ， 解法采用 全隐式多网格耦 合求解技术 ，
壁 面求 解 采 用 Ｓ ｃ ａ ｌ ａ ｂ ｌ ｅ Ｗａ ｌ ｌ Ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ 。在 迭 代
心泵进行 全流场定 常数 值模拟计算 ， 对 比分 析数值模拟计算 和性 能试验测得 的流量一 扬程 、 流量一效率 及流量一 功， 牢等 特性 曲线 ； 对小 流量 、 设计 流量和大流量 ３ 种＿ ［ 况下 的数值模 拟计算获得 的中间截面流线 的结果进行分 析研 究 ， 揭 示了其
内部 流动的主要特征 ； 同时预测了泵的水力性能 ， 并与性 能试验结果进行 了对 比分析 ， 结果表明数值模拟 计算 预测 趋势 与
２ 数值模拟计算
２ ． １ 模型 建 立
靠、 操作维护方便等特点 ， 目前广泛应用于工农业
生 产 的各 个部 门。鉴 于通 过 实验 手段 测 量获 得 离 心 泵 内流 场 比较 困难 ， 以及 开展 实 验 研 究 需 要 高 额投 入 。与 之 相 反 的是 ： 内流 场 数 值模 拟 不 仅 成 本低 ， 而 且能 快捷 地 实现 多 方 案的分 析 比较 优化 ， 借 助 于后 处理 软 件 ， 还能 获 得离 心泵 外 特性 ， 以及 较 准确 的湍 流 详 实信 息 ， 如 涡量 、 湍动能 、 耗 散 率 等 。数 值 模 拟 已成 为 开 展 离 心 泵 研 究 的重 要 手 段， 并在 近 几 十年 中得 到快 速 发展 ， 离 心泵 内部 流 动 的数 值模 拟 也 从 最 初 的无 粘 性 流 动 ， 发 展 到 现 在 的 考 虑 粘 性 的 全 三 维 粘 性 流 动” ・ － ． 。本 文 采 用 对 泵类 适 用 较 好 的 商 用 软件 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ — Ｃ Ｆ Ｘ对 离 心
离心泵的数值模拟及性能分析
Candidate: Liu Han Supervisor: Prof. Pan Huachen
March，2013
杭州电子科技大学 学位论文原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取 得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其它个人或集体已经发表或撰写 过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。
II
杭州电子科技大学硕士学位论文
目
录
摘 要 .................................................................... I ABSTRACT ................................................................. II 目 录 ................................................................ III
第 1 章 绪论 ............................................................... 1 1.1 前言 ................................................................. 1 1.2 离心泵的概述 ........................................................ 1 1.2.1 离心泵的分类 ..................................................... 1 1.2.2 水泵的结构 ....................................................... 2 1.2.3 离心泵的应用 ..................................................... 2 1.2.4 离心泵的基本参数 ................................................. 3 1.3 离心泵的 CFD 数值模拟研究现状 ........................................ 4 1.3.1 对离心泵内部流场的数值模拟 ....................................... 4 1.3.2 离心泵叶轮和蜗壳耦合 ............................................. 5 1.4 离心泵优化方法 ....................................................... 6 1.4.1 试验优化设计 ..................................................... 6 1.4.2 速度系数法优化设计 ............................................... 6 1.4.3 损失极值法优化设计 ............................................... 6 1.4.4 准则筛选法优化设计 ............................................... 7 1.4.5 CFD 流场数值模拟及 CAD 优化设计方法 ............................... 7 1.4 本文主要研究内容 ..................................................... 7 第 2 章 离心泵全流道网格建立 ............................................... 8 2.1 网格的概述 ........................................................... 8 2.1.1 网格的基本概念 ................................................... 8 2.1.2 网格的类型 ...................................................... 8 2.1.3 网格分块生成技术 ................................................. 9 2.2 GRIDGEN 商业软件和 PLOT3D 的简介 ..................................... 10 2.2.1 Gridgen 简介 .................................................... 10 2.2.2 PLOT3D 简介 ..................................................... 10
开式离心泵全流场数值模拟
体积 采用 六 面体 网格 ， 蜗壳 和 叶轮 采 用适 应 性 很 强 的 混合 网格 ， 查 网格 质 量 。经 检 查 ， 检 网格 的 等 角 斜 率 和等 尺斜 率都 小 于 ０ ８ ， ．５ 网格质 量 良好 。 ２ ３ 计算 求解 ． 采 用标 准 一ｓ湍流模 型 ， 力 和速度 的耦 合采 用 压
ＳＭＰ Ｅ算 法 。压 力 方 程 的离 散 采 用 标 准 格 式 ， 量 Ｉ Ｌ 动
（ ） ０５ ａ ． ｍｍ轴向间隙 （ ） ０７ ｍ ｂ ．５ ｍ轴向间隙
方程 、 动能 和耗 散率 输 运 方 程 的 离散 采 用 二 阶迎 风 湍 格 式 。在 迭代 计算 的过程 中 ， 过监 测 残 差 判 断 计 算 通 是 否 收敛 ， 敛 精 度 为 １ 。。为 加 快 收 敛 ， 用 欠 松 收 ０。 采
１ 所示。全流 场计算 模 型如 图 ２所示 ， 括 叶轮 、 包 蜗
壳 、 后 腔体 及 环 状 体 积 （ 轮 和 前 后 腔 体 通 过 环 状 前 叶 体 积 与蜗 壳 相 连 接 ） 。计 算 中 ， 泵 进 出 口做 了 足 够 对
的延 伸 。
果进 行分析 ， 出随着轴 向间隙 的增 大 ， 得 开式 离心泵
图 ２ 泵 计 算 模 型 示 意 图
Ｆ ｇ ２ Ｔ ｅ ｃ ｌ ｕ ａｉ ｎ ｍｏ ｅ ｉ ． ｈ ａｃ ｌｔｏ ｄ ｌ
２１ ０ ０年 ６月
２ ２ 网格 生成 ．
农 机 化 研 究
第 ６期
采用 Ｇ ＭＢＴ软件 进 行 网格 划 分 ， 后 腔 及 环 状 Ａ Ｉ 前
法 ， 用 ＦＵ Ｎ 采 Ｌ Ｅ Ｔ软件 对 轴 向 间 隙 分别 为 ０ ５， ． ５， ， ． ５和 １ ５ ｍ 的开式 离心 泵 进 行 全 流 场 数 值 模 拟 ， 算 ． ０ ７ １ １２ ．ｍ 计 时 采 用雷 诺 时 均 方程 和 标 准 ｋ— 湍 流 模 型 ， 用 ＳＭＰ Ｅ算 法 ， 比分 析 泵 内部 静 压 力 和 速 度 ， 析 轴 向 间 隙对 应 Ｉ Ｌ 对 分 开 式 离心 泵 内流 场 、 空化 性 能 、 程 及 效率 的影 响 ， 出随 着轴 向 间隙 的增 大 ， 扬 得 开式 离 心 泵 的抗 空 化 性 能 、 扬程 和
船用离心泵内部流场的数值模拟及试验分析
第46卷第2期2017年4月船海工程SHIP & OCEAN ENGINEERINGVol . 46 No . 2Apr . 2017DOI ： 10. 3963/j. issn. 1671-7953.2017. 02. 037船用离心泵内部流场的数值模拟及试验分析黄书才，穆春玉，杨勤，陈斌，沈飞，罗力(武汉船用机械有限责任公司，武汉430084)摘要:为预测WDP150型船用离心泵的水力性能和汽蚀性能，基于yV-S 方程及湍流模型对其内部流场进行数值模拟，在闭式试验台上进行性能试验，比较和分析各性能参数仿真值和试验值的差异。
结果表 明，数值仿真可直观形象地分析离心泵内部流动规律，并能很好地预测离心泵的性能参数，为过流部件的优化 设计和后续设计同类型泵提供理论依据。
关键词:离心泵;内部流场;性能参数;数值模拟;闭式试验中图分类号：U664.5文献标志码：A文章编号：1671-7953(2017)02-0157-04电动深井式离心泵越来越广泛地被应用于成品油船、化学品船、原油船和FPS0，是液货船进行液货装卸、扫舱和船舱清洗排水的主要配套装备， 是仅此于油船主机的第二大系统[1]。
为降低研发成本及缩短开发周期，越来越多的科研工作者 通过数值模拟对离心泵内部流场进行仿真分析， 取得了一定的研究成果[2_7]。
然而，这些研究仅模 拟离心泵的内部流场及外特性，较少精确仿真离 心泵的汽蚀性能。
另外，详细总结离心泵各性能 参数的仿真值与试验值差别的研究也鲜见报 道[8_9]。
以本公司自主研发的WDP150型船用离心泵为研究对象，在额定工况下对内部流场进行 数值模拟，分析内部流动规律，并对外特性进行试 验验证，详细分析各性能参数的仿真值与试验值 的差异，为离心泵的研制提供参考。
1模型及网格计算模型是一台比转速为88.4的立式、单吸船用离心泵，型号为WDP 150，其设计参数见表1。
表1WDP150型船用离心泵的基本设计参数流量/ ( m3 • h~1 )扬程/m转速NPSH/m/ ( r • min )300120 3 0426计算域及网格划分如图1所示，包括进水管收稿日期:2016-10-13 修回日期:2016-10-29基金项目：国家发改委项目(发改办高技[2015]1409号) 第一作者:黄书才（1986—），男，硕士，助理工程师 研究方向：流体机械设计研发路、叶轮、压水室和出水管路4个部分，其中进水 管路和出水管路是为了避免求解时出现回流而人 为添加的两段圆柱管道，其长度可由经验值取得。
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。
离心浮选机结构对流场影响的数值模拟
离心浮选机结构对流场影响的数值模拟魏月友;孙姣;陈文义【期刊名称】《河北工业大学学报》【年(卷),期】2015(044)001【摘要】为探讨浮选机结构对流场的影响,对整体浮选机流场的分布特性进行了数值模拟.以自吸式离心浮选机为模型,使用计算流体动力学软件STAR CCM+,运用Realizable k-ε湍流模型和VOF多相流模型,采用SIMPLE算法对速度和压力进行耦合求解,得到了速度、压力、湍动能以及气液相含率的分布规律.模拟结果表明,吸气量、喷嘴出口动能和湍动能值随喷嘴直径增大而减小,当喷嘴直径为19 mm时效果较好.外筒体流场存在较大的速度梯度,速度值从7～8m/s降至1m/s以下.矿化气体在外筒体的弥散程度较低,入料初始阶段气含率均一度仅为20％～ 30％.【总页数】6页(P50-54,65)【作者】魏月友;孙姣;陈文义【作者单位】河北工业大学化工学院,天津300130;河北工业大学工程流动与过程强化研究中心,天津300130;河北工业大学化工学院,天津300130;河北工业大学工程流动与过程强化研究中心,天津300130;河北工业大学化工学院,天津300130;河北工业大学工程流动与过程强化研究中心,天津300130【正文语种】中文【中图分类】TD456【相关文献】1.抛雪离心风机内流场数值模拟及其结构参数优化 [J], 宋建军;刘谊宾;马文星;邓洪超;边丽娟2.非结构网格离心泵全流场数值模拟研究 [J], 李社新;金晶3.基于结构化网格的离心泵全流场数值模拟 [J], 李晓俊;袁寿其;潘中永;袁建平;司乔瑞4.卧螺离心机不同螺旋结构流场的数值模拟研究 [J], 付双成; 张亚磊; 姜毓圣; 袁惠新5.卧螺离心机不同螺旋结构流场的数值模拟研究 [J], 付双成; 张亚磊; 姜毓圣; 袁惠新因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
离心机流场非稳态过程的初步数值模拟
?! 计算方法
?@ >! 离散方法 <% 对方程进行离散 ! 将所需 采用有限体积法 $ ) ) 式表示成以下通用形式 & 求解的方程 ( % ’ !( ( " ( /) # f $ -( C U $ -( fI 0 /$ / ( /) /) & " ( ) C ( ) 式中 为通用变量 ! 可 以代表 ! ! ! C 46 J 3 / 等求 解 变 量 ’ 为 广 义 扩 散 系 数 ’ 为广义源 I 0 / / 项" 对被 积 函 数 采 用 如 下 假 设 ! 用于方程( 在 C) 单元上的积分离散 & 被积函数中未知量在时间上 阶梯 分 布 ! 采 用 全 隐 式 格 式’ 未知量及其导数采 用常数假设 ! 在网格上未知量值不变或者其分布 为线性 ! 即其导数为常数 " 对被积函数中已知量 采取直接积分的方法以减少误差 " 由于离心机内流体可压缩 ! 由方程 ( ) ) ! < !( 可以 看 到 ! 方 程 中 只 出 现 关 于 压 强 的 一 阶 导 数! 对压强进行离散时 ! 就会使离散方程中反而不包 含当 地 压 强! 造 成 离 散 方 程 中 压 强 的 奇 偶 分 裂! 进而出现压 强 的 棋 盘 分 布 " 为 了 解 决 压 强 的 奇
论以9di6463方程为基础对方程进行线性简化和无量纲变化后得到描述离心机内流场非稳态的线性方程组并且采用有限体积法结合交错网格对方程进行离散通过与稳态结果进行对比可知选取的非稳态收敛判断结果是可信的得到了在简单的离心机侧壁和端盖温度驱动情况下流场从等温刚体变化到存在稳定二次环流的变化过程在初始阶段是由单纯的温度引起正向轴向质量通量流场内不存在扰动环流而在稳态阶段环流主要由温度的线性分布导致压强的不平衡引起由于轴向质量通量的变化会对分离的过程产生直接影响所以详细分析流场的稳定过程很有必要目前进行的工作是对离心机内非稳态的流场进行初步的研究仅考虑了单一的转子温度不均匀分布对于离心机内流场过渡过程的影响更深入地分析影响离心机内流场不稳定状态的其他因素还有待进一步研究参考文献
离心通风机内部流场的数值模拟分析与比较的开题报告
离心通风机内部流场的数值模拟分析与比较的开题
报告
一、选题背景和意义
离心通风机是工业生产中常见的风机类型，具有流量大，风压高，
可靠性高等优点，在空气调节、矿山通风、火力发电等领域得到广泛应用。
离心通风机的性能主要受其内部流场的影响，因此通过数值模拟研
究离心通风机内部流场，对于优化其设计、提高其性能具有重要意义。
二、研究内容和目标
本课题拟选取一款常规离心通风机为研究对象，通过ANSYS Fluent
软件建立离心通风机的三维数值模型，并分析其内部流场特点、压力分布、速度分布等参数，比较分析不同转速、不同叶轮结构对流场的影响，为优化离心通风机设计提供理论依据。
三、研究方法和步骤
1. 查阅相关文献，了解离心通风机的结构特点和内部流场规律；
2. 建立离心通风机的三维数值模型，包括叶轮、进口、出口等部分，并设定边界条件；
3. 选择合适的数值方法，通过ANSYS Fluent软件进行流场数值模拟计算，分析流场的运动规律、压力分布、速度分布等参数；
4. 比较不同转速、不同叶轮结构对流场的影响，分析其优缺点；
5. 根据模拟结果，提出优化建议，为离心通风机的设计和性能提升
提供参考。
四、预期结果和成果
预计通过本课题研究，能够深入了解离心通风机内部流场的规律，
研究不同转速、叶轮结构对流场的影响，为离心通风机的优化设计提供
理论依据；形成一篇完整的研究报告，为离心通风机相关领域的研究提供新的思路和方法。
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Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｅ ｔ Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｕｒ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｃｅ ｎ ｔ ｒ ｉ ｆ ｕ ｇ ａ ｌ ｌｏ ｆ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｌ ｆ Ｏ Ｗ ｉｅ ｆ ｌ ｄ ，ｔ ｈ ｅ ｌＯ ｆ Ｗ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｗｈ ｏ ｌ ｅ ｌ ｆ ｏ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｗａ ｓ ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｅ ｄ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ Ｓ Ｔ ＡＲ ＣＣＭ 十 ． Ａ Ｒｅ ａ ｌ ｉ ｚ ａ ｂ ｌ ｅ ｋ ． ￡ ｔ ｕ ｒ ｂ ｕ ｌ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ＶＯＦ ｍｕ ｌ ｔ ｉ —
度仅为 ２ ０ ％ ～３ ０ ％．
关
键
词
Ｓ Ｔ Ａ ＲＣ Ｃ Ｍ＋ ； 离心浮选机 ；喷嘴；全流场；数值模拟
Ｔ Ｄ ４ ５ ６ 文 献标 志码 Ａ
中图 分 类 号
Ｎｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ｉ ｆ ｕ ｇａ ｌ ｌｏ ｆ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍａ ｃ ｈｉ ｎ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｎ ｌｏ ｆ ｗ ｉｅ ｆ ｌ ｄ
Ｗ ＥＩ Ｙｕ ｅ — ｙ ｏ ｕ ， Ｓ ＵＮ Ｊ ｉ ａ ｏ ， ＣＨＥＮ Ｗｅ ｎ— ｙｉ ， 。
（１ ．Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ，Ｈ ｅ ｂ ｅ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ３ ０ ０ １ ３ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；２ ．Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｏ ｆ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｆ ｌ ｕ ｉ ｄ ａ ｎ ｄ Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ Ｅ ｎ ｈ ａ ｎ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ，Ｈ ｅ ｂ ｅ ｉ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ３ ０ ０ １ ３ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
第４ ４卷 第 １ 期
、 ， ０ １ ． ４ ４ Ｎ Ｏ． １
河Leabharlann 北工业大
学
学
报
２ ０ ｌ ５ 年 ２
Ｆｅ ｂ ｒ ｕａ ｒ ｙ ２ ０ｌ ４
Ｊ ０ ＵＲＮ ＡＬ ｏＦ Ｈ ＥＢＥＩ ＵＮＩ Ｖ ＥＲ Ｓ Ｉ ＴＹ ＯＦ ＴＥＣＨＮ ０Ｌ０Ｇ Ｙ
文章 编 号 ： １ ０ ０ ７ — ２ ３ ７ ３（ ２ ０ １ ５ ）Ｏ １ ０ ０ ５ ０ — ０ ６
摘要
为 探 讨 浮选 机 结 构 对 流 场 的 影 响 ， 对 整体 浮 选 机 流 场 的 分 布 特 性 进行 了数 值 模 拟 ．以 自吸 式 离心浮 选机 为
模型 ，使用计算流体动 力学软件 Ｓ Ｔ Ａ Ｒ Ｃ Ｃ Ｍ＋ ，运用 Ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ａ ｂ ｌ ｅ ｓ 湍流模型和 Ｖ Ｏ Ｆ 多相流模型，采用 Ｓ Ｉ ＭＰ Ｌ Ｅ
ｖ ｅ ｌ ｏ ｃ ｉ ｔ ｙ ｃ ｏ ｕ ｐ ｌ ｉ ｎ ｇ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ．Ｔｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｔ ｈ ａ ｔ ｉ ｎ ｓ ｐ ｉ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｙ ，ｎ ｏ ｚ ｚ ｌ ｅ ｏ ｕ ｔ ｅ ｒ ｖ ｅ ｌ ｏ ｃ ｉ ｙ ｔ ａ ｎ ｄ Ｔ ｕ ｒ ｂ ｕ ｌ ｅ ｎ ｔ
ＤＯＥ １ ０ ． １ ４ ０ ８ １ ￣ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ｈ ｇ ｄ ｎ ｂ ． ２ ０ ｌ ５ ． ０ １ ． ０ １ ０
离心浮选机结构对流场影响 的数值模 拟
魏 月友 １ ， ２ 孙 姣 ，陈文义
（１ ．河 北 工 业大 学 化 工 学 院 ，天 津 ３ ０ ０ １ ３ ０ ；２ ．河 北 ． ＿ ｌ １ ． 业 大 学 工 程 流 动 与 过程 强 化 研 究 中心 ， 天津 ３ ０ ０ １ ３ ０）
ｐ ｈａ ｓ ｅ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｗｅ ｒ ｅ ｅ ｍ ｐｌ ｏ ｙｅ ｄ ｔ ｏ ｓ ｉ ｍ ｕｌ ａ ｔ ｅ ｔ ｈｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｍｏ ｄｅ １ ．ａ ｎ ｄ ｔ ｈｅ ＳＩ Ｍ ＰＬＥ ａ ｌ ｇｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｗａ ｓ ｕｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ａ ｃ ｑ ｕｉ ｒ ｅ ｔ ｈｅ ｐｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ —
算法对速度和压力进行耦合求解 ，得到 了速度 、压力 、湍动能以及 气液相含率的分布规律．模拟结果表 明，吸 气
量 、喷嘴 出口动能和湍动 能值随喷嘴直径增大而减 小，当喷嘴直径为 １ ９ ｍｍ 时效果较好．外筒体流场存 在较 大 的速度梯度，速度值从 ７ ～８ ｍ ／ ｓ降至 １ ｒ ｎ ／ ｓ 以下．矿化 气体在外 筒体 的弥散程度较 低，入料初始阶段 气舍率均一