基于Fluent的螺旋槽上游泵送机械密封三维微间隙流场数值模拟
基于Fluent的螺旋槽干气密封数值模拟与分析
（ ）密封 端 面非 常 光滑 ， ８ 忽略 密封端 面粗 糙 度对 气 体流动 的影 响 。 关 于流体 所处 的流动 状态 ， 处于层 流还 是湍 流 是 还存 在一 定 的争议 ， 笔者将 对两 种 流动状 态分 别进 行
动 和振动 对气 膜流场 的影 响 ；
寿命长， 能耗低 ， 操作简单可靠 ， 维修量低 ， 被密封的 气体不 被 污染 等特 点 。是高 速 、 温 、 压 下 的可 靠 高 高 密封。 自２ ０世纪 ９ ０年代初我国引进第一套干气密
封装 置 以来 ， 干气 密封 的使 用 在我 国迅 速发 展 ， 其 尤 是螺 旋槽 端面 干气 密 封 ， 逐 步取 代 浮 环密 封 、 宫 正 迷 密封 等传 统密 封形式 ， 场需求 量正 逐年上 升 。 市 影 响干气 密封性 能参 数 的因素 很多 ， 既与螺旋 槽 的结 构 和槽 型 参 数 有 关 ， 与 螺 旋槽 的操 作 环 境 有 也 关 。在 干气密 封槽 型 的前 期开 发 中 ， 要研究 的对 象很 多， 如果 对研究 的对 象都 在搭建 实验 平 台中进行试 验
干运 转气体 密 封 简称 干 气 密封 是 一 种非 接 触式 轴端 密封 ， 与其 它 密 封相 比 ， 有 泄漏 量 少 ， 损小 ， 具 磨
（ ）密封 气膜 中的气 体运 动符合 牛 顿粘性 定 律 ， ２ 属于 牛顿 流体 ； （ ）等温 等 粘 条 件 密 封 非 接 触 ， 量 产 生 非 常 ３ 热 少 ， 略气 体温 度和粘 度 的变化 ； 忽 （ ）气体 分子 与密封 表面 无相 对滑 移 ； ４ （ ）忽 略气体 的惯性 力和 体积力 ； ５ （ ）密封 为 刚性 端 面 ， 封 环 材 料 的弹 性 模 量 ６ 密 高、 刚度 大 ， 略密封 环变 形对 气体 流动 的影 响 ； 忽 （ ）密封 的对 中性好 ， 略在 工作过 程 中系统 扰 ７ 忽
基于CFD的螺旋溜槽流场及颗粒运动行为数值模拟
基于CFD的螺旋溜槽流场及颗粒运动行为数值模拟高淑玲;魏德洲;崔宝玉;沈岩柏;黄秀挺【摘要】为了探明螺旋溜槽的流场特征及不同矿物颗粒分选时的行为规律,基于CFD理论,采用k-ε湍流模型、VOF多相流模型和离散相耦合等方法,对直径为300 mm的螺旋溜槽进行流场和颗粒运动行为的数值模拟,进而探讨了螺距和给矿流量对它们的影响.结果表明,螺旋溜槽流场中的水相流速呈明显的条带状分布,其速度值沿槽深方向逐渐升高,沿径向从内向外逐渐增大;湍动能在径向上以类似于椭圆环状分布,外缘的紊流度从上至下逐渐升高;在相同的流场条件下,颗粒运动速度极值与密度大小呈负相关;螺距增大后,水层厚度不变,而水相流速和湍动能相应增加,颗粒的运动速度也明显增加,这有利于加速粒群的分带和分选;给矿流量对水层厚度、流速和湍动能的大小均具有明显影响,但对流场分布特征影响较小,而颗粒运动的随机性与该因素呈正相关,即流量增大会导致粒群分带延迟,影响分选.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2014(000)011【总页数】6页(P121-126)【关键词】螺旋溜槽流场;颗粒运动;CFD;数值模拟;螺距;给矿流量【作者】高淑玲;魏德洲;崔宝玉;沈岩柏;黄秀挺【作者单位】东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110819;东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110819;东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110819;东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110819;东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110819【正文语种】中文【中图分类】TD922+.3;TP15作为离心力与重力复合力场的典型重选设备，螺旋溜槽因其结构简单、占地面积少、安装与操作简易、分矿清楚、运转可靠等特点[1]在有色金属和铁矿选矿实践中得到了广泛应用[2-4]。
为了适应矿石性质、提高设备的处理能力和分选精度，螺旋溜槽不断涌现新的结构和形式，如旋转螺旋溜槽、锲形刻槽螺旋溜槽、多段螺旋溜槽、磁力螺旋溜槽等[5-7]，这些新型设备在提高分选技术指标方面各具优势。
基于CFD的螺旋槽干气密封槽型参数的优化
基于CFD的螺旋槽干气密封槽型参数的优化富影杰;丁雪兴;吴振宁;张静【摘要】运用fluent软件对不同气膜厚度的螺旋槽干气密封内部微间隙三维流场进行数值模拟,得到它们流场的压力分布.通过不同厚度的气膜所产生的动压来获得它们气膜推力,再利用最小二乘法则拟合得到了气膜推力关于气膜厚度的解析式,最后求得气膜刚度,以最大气膜刚度为目标,对螺旋槽的槽深和螺旋角进行了优化.结果表明:气膜刚度是关于气膜厚度的负指数函数; 在本例中,当槽深为7.5μm、螺旋角为75°时气膜刚度最大,该优化程序为干气密封的优化设计提供理论基础.【期刊名称】《兰州石化职业技术学院学报》【年(卷),期】2010(010)001【总页数】4页(P4-7)【关键词】干气密封;螺旋槽;气膜刚度;CFD;最小二乘法【作者】富影杰;丁雪兴;吴振宁;张静【作者单位】兰州理工大学,石油化工学院,甘肃,兰州,730050;兰州理工大学,石油化工学院,甘肃,兰州,730050;兰州理工大学,温州泵阀工程研究院,浙江,温州,325105;大庆输油气分公司,黑龙江,大庆,163458;兰州理工大学,石油化工学院,甘肃,兰州,730050【正文语种】中文【中图分类】TQ051.8干气密封是目前旋转机械如压缩机、离心泵轴端密封中一种先进的非接触密封装置[1]。
目前最常用的端面槽形是螺旋线形,然而,在工程实践中,有些螺旋槽干气密封并没发挥出它的最大优势,其原因主要是槽形几何参数选择不合理。
为此,国内外学者一般采用有限元法[2-4]、实验测量法[5,6]及近似解析法[7,8]来获得螺旋槽干气密封密封槽内气体动压分布、气膜刚度及最佳的螺旋槽几何参数值。
本文不同于他们的是:应用基于有限体积法的fluent软件对不同气膜厚度的螺旋槽干气密封内部微间隙三维流场进行数值模拟,得到它们流场的压力分布。
通过不同厚度的气膜所产生的动压来获得它们气膜推力,再利用最小二乘法则拟合得到了气膜推力关于气膜厚度的解析式,最后求得气膜刚度,并以最大气膜刚度为目标,最终获得了最佳的螺旋槽几何参数值。
CFD软件对螺旋槽干气密封的模拟
CFD软件对螺旋槽干气密封的模拟
南小妮;周昆颖;张秋翔;蔡纪宁
【期刊名称】《化工设备与管道》
【年(卷),期】2005(42)4
【摘要】采用了通用计算流场分析软件fluent,使用gambit软件建立三维计算模型并划分网格,基于三维N-S方程,选用RNG K-ε湍流模型与SIMPLEC算法,对螺旋槽气体密封的三维流场进行了数值研究.通过验证,表明流场的数值计算结果与文献中的试验值吻合较好,模拟了气膜场的压力分布,对进一步研究具有指导意义和实用价值.
【总页数】3页(P56-58)
【作者】南小妮;周昆颖;张秋翔;蔡纪宁
【作者单位】北京化工大学机电工程学院,北京,100029;北京化工大学机电工程学院,北京,100029;北京化工大学机电工程学院,北京,100029;北京化工大学机电工程学院,北京,100029
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.螺旋槽干气密封数值模拟网格独立性分析 [J], 邓成香;宋鹏云
2.螺旋槽干气密封润滑气膜特性的数值模拟 [J], 张鹏高;丁雪兴;魏龙;蒋李斌
3.具有周向贯通槽的螺旋槽干气密封的数值模拟 [J], 宋胜伟;叶耀川
4.柱面螺旋槽干气密封微尺度流场数值模拟 [J], 丁雪兴;苗春昊;张伟政;陆俊杰
5.锯齿形螺旋槽干气密封性能的数值模拟 [J], 宋鹏云;邓成香
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机械密封混合摩擦微极流场数值模拟
机械密封混合摩擦微极流场数值模拟机械密封是工业领域中常见的一种密封方式，其密封性能直接关系到设备的可靠性和效率。
本文基于计算流体力学（CFD）方法，对机械密封混合摩擦微极流场进行数值模拟。
通过建立数学模型，模拟机械密封摩擦面的流场分布情况，分析了不同工况下机械密封的密封性能，并通过对比实验数据验证了数值模拟的可靠性。
关键词：机械密封；混合摩擦；微极流场；数值模拟；密封性能一、引言机械密封是工业领域中常见的一种密封方式，其主要作用是防止介质泄漏和外界杂质进入，保证设备的正常运行。
机械密封的密封性能直接关系到设备的可靠性和效率，因此其研究具有重要意义。
机械密封的密封性能受到多种因素的影响，其中包括密封面的材料、结构、工作环境等。
混合摩擦是机械密封中常见的一种摩擦方式，其摩擦过程中产生的微极流场对密封性能有着重要的影响。
因此，对机械密封混合摩擦微极流场进行研究，对于提高机械密封的密封性能具有重要意义。
二、研究方法本文基于计算流体力学（CFD）方法，对机械密封混合摩擦微极流场进行数值模拟。
在建立数学模型时，考虑了机械密封摩擦面的结构和工作环境等因素，采用有限元法对流场进行离散化处理，建立了机械密封混合摩擦微极流场的数学模型。
通过数值模拟，得到了机械密封摩擦面的流场分布情况，并分析了不同工况下机械密封的密封性能。
同时，为了验证数值模拟的可靠性，本文还进行了对比实验。
三、数值模拟结果分析1. 摩擦面流场分布通过数值模拟，得到了机械密封摩擦面的流场分布情况。
在混合摩擦状态下，润滑油和气体在摩擦面上产生了复杂的流动，形成了微极流场。
这种流场的特点是速度梯度大、流线复杂，容易导致流体分离和漏失，从而影响机械密封的密封性能。
通过数值模拟，可以对这种流场进行精细的分析和研究，为优化机械密封的设计提供依据。
2. 不同工况下的密封性能通过数值模拟，可以得到不同工况下机械密封的密封性能。
在高速旋转状态下，机械密封的密封性能会受到较大的影响，由于离心力的作用，摩擦面的接触压力和温度会发生变化，从而影响密封性能。
螺旋槽机械密封密封性能及其结构优化设计
螺旋槽机械密封密封性能及其结构优化设计摘要：现代工业中，存在着许多大功率、高转速流体机械，传统的接触式机械密封难以满足如此苛刻的条件，虽然通过合理的设计结构、选择良好的材料以及辅助设备可以改善密封性能，但彻底解决密封端面的摩擦磨损与密封性能的矛盾较为困难。
通过对端面加工微织构可以有效的在保证密封性的同时减小磨损，延长机械密封的寿命。
关键词：表面织构、螺旋槽、机械密封、摩擦学对于旋转式机械设备来说，机械密封是不可或缺的组成部分，其功能主要解决旋转轴与壳体间的泄露问题。
机械密封的基本组成主要包括：端面密封副、辅助密封、补偿机构和传动机构，依靠成对的动静环在密封介质的压力和其他辅助元件共同作用下，两环接触端面相互贴合从而实现密封的目的。
本机械密封密封性能的研究因其工作稳定、泄露少、使用寿命长等优点，将被广泛应用于石油、化工、电力、冶金等行业。
如果这项技术理论成熟，并且具有相应的实验成果支持，可以大幅度提高工件使用寿命，减少磨损，带来一定的社会经济效益[1]。
1.机械密封的研究1.1织构化机械密封的研究上个世纪60年代，约翰克兰公司率先研制出螺旋槽气膜密封并进行了试验研究。
1900年前后，螺旋槽上游泵送机械密封也逐渐发展起来，并在工业中开始运用。
与干气密封不同的是，上游泵送机械密封是将低压侧泄漏的介质通过螺旋槽反送回高压侧，从而实现零泄漏或零逸出。
1994年国内的张俊玲等提出一种适用于高速旋转的环形-螺旋槽端面密封结构，并认为该种结构在高速旋转过程中既可以产生流体动压又具有泵汲作用。
宋鹏云探讨了螺旋槽密封的解析求解方法并分析一般工况和螺旋槽几何结构参数对密封性能的影响。
WANG等在二维研究基础上利用FLUENT软件对螺旋槽型进行了三维模型的数值模拟，采用FVM求解一般的n-s方程，优化了端面结构的几何参数，并指出在干气密封中螺旋角、槽深、槽堰宽度比、槽坝宽度比会对密封性能产生显著影响。
李贵勇等考虑了密封端面径向锥度的影响，分析不同黏度下膜厚、端面径向锥度对密封特性参数的影响规律，得出径向锥度越大, 径向压力峰值、开启力和摩擦因数越小。
基于CFD的螺旋槽干气密封槽型参数的优化
干 气密 封是 目前 旋 转 机械 如 压缩 机 、 心 泵 轴 离 端 密封 中一 种 先 进 的非 接 触 密 封 装 置 Ｊ 目前 最 。
封系统 本身 的ห้องสมุดไป่ตู้ 构 ，对 密封端 面 间 的气 膜稳 态流 场 分析 时 ， 行 了如下 假设 ： 进
常用 的端 面槽形是螺 旋线形，然而 ， 在工程 实践
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诗 ｜ ａ２ … ・
通 常 的气体 端 面 密封 ，动压槽 是 开在 动环 端 面 处 。图 １ 出了螺旋 槽 的二维几 何模 型 。 给
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图 １ ８＝１ ｍ的螺旋槽端面气膜压力 图 “
中， 有些 螺旋 槽 干气密封 并没发 挥 出它 的最 大优 势 ， 其 原 因主要 是槽形 几何参 数选 择不 合理 。为此 ，国 内外学 者 一 般 采 用 有 限元 法 、 验 测 量 法 实 及 近似解 析 法 ，来 获得 螺旋 槽 干气 密封 密 封 槽 内 ７ 气 体动压 分 布 、 膜 刚 度及 最佳 的螺旋 槽 几 何 参数 气
１ 间隙内流体视为连续介质 ， ） 端面间为完整的 流体膜 润滑 ；
２ 润滑层 的热 状态 等温 ； ） ３ 气 体 分 子 与 密 封 表 面 牢 固 吸 附 ，无 相 对 滑 ） 移；
值。本文不同于他们的是： 应用基于有 限体积法的 ｌ ｎ 软件对不同气膜厚度的螺旋槽 干气密封内部 ｆ ｅｔ ｕ 微 间隙三 维 流场进 行 数 值模 拟 ， 到 它们 流 场 的压 得 力 分布 。通过 不 同厚 度 的气 膜所产 生 的动压来 获得 它们 气膜 推力 ， 再利 用 最 ｄ－ 乘 法则 拟 合 得 到 了气 ｘ 膜 推力关 于气 膜厚度 的解 析式 ， 求得 气膜 刚度 ， 最后 并 以最大气 膜 刚度 为 目标 ， 终 获得 了最佳 的螺 旋 最 槽几何参数值 。
螺旋槽干气密封数值模拟网格独立性分析
螺旋槽干气密封数值模拟网格独立性分析邓成香;宋鹏云【摘要】对干气密封性能进行数值模拟时,计算网格的独立性非常重要.以螺旋槽干气密封为例,研究网格层数对干气密封数值模拟结果的影响.选择相同面密度的网格,在保证其正交质量的前提下,以端面开启力和气体质量泄漏率的相对变化率作为网格独立性检验的参考量,分别通过增加螺旋槽内膜厚和非槽区膜厚网格层数,考察网格层数对螺旋槽干气密封数值模拟结果的影响.结果表明:槽深为5～9 μm,非槽区膜厚为1～6 μm时,非槽区膜厚网格层数对数值模拟结果的影响明显大于槽内膜厚层数;螺旋槽内膜厚网格为每微米l层,对应非槽区膜厚网格层数分别为7、8和10时,开启力和气体质量泄漏率的相对变化率均分别低于2％、1％和0.5％.【期刊名称】《润滑与密封》【年(卷),期】2016(041)007【总页数】6页(P86-90,101)【关键词】干气密封;螺旋槽;数值模拟;网格独立性【作者】邓成香;宋鹏云【作者单位】昆明理工大学化学工程学院云南昆明650500;昆明理工大学化学工程学院云南昆明650500【正文语种】中文【中图分类】TB42数值模拟是研究干气密封性能的一种重要方法。
数值模拟结果的正确与否受很多因素的影响,其中一个重要因素是计算网格的划分。
为了减少数值模拟中由网格导致的误差,必须对网格的独立性进行检验,以消除网格对模拟结果的影响。
所谓网格独立性检验是指在一定的网格划分前提下加密网格,然后考察相近2种网格数下数值模拟结果的相对变化率。
如果相对变化率在设定范围内,则认为网格独立。
网格独立性检验又叫网格无关性检验、网格敏感性测试。
理论上将网格划分得很小就可以解决网格的独立性问题,但是在实际计算中,受到计算机性能和运算时间等制约,不可能将网格单元划分得无穷小。
因此,网格划分要求既能提高数值模拟的精度,又不过度浪费计算机资源。
目前,在干气密封的数值模拟研究过程中,对干气密封网格独立性检验进行全面定量分析的文献不多,针对网格独立性检验的统一标准尚未建立。
基于CFD的螺旋槽干气密封端面开孔流场的分析
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文章 编号 ： ６３５ ９ （０ １０ －０ ２０ １ ７ －１６ ２ １ ） ５０ ３－４
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三维平行微间隙流场数值模拟
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三 维 平 行 微 问隙 流 场 数 值 模 拟
陈汇 龙 ，王 强 ，刘 玉辉 ，刘彤 ，刘 志斌
（ 江苏大学能源与动力工程学院 ，江苏 镇江 ２ １ ２ ０ １ ３ ）
陈汇 龙
摘 要 ：为 了研 究上 游泵送 机械 密封 微 间 隙流 体 动 压效 应 ， 将 螺 旋槽 端 面微 间 隙 简化 为三 维 直槽 端 面平行 微 间隙以排 除 泵送 效应 的影 响． 据此， 建 立 了平 底槽 、 渐扩 台阶槽 和 渐 缩 台阶槽 的 平行
基于FLUENT的叶轮机械三维紊流流场数值模拟
因此，壁面上的剪切应力可以通过与壁面相邻节点的流动 变量的值计算出来。
7 数值计算实例
这里对一个典型的单极轴流叶轮机械进行数值模拟。采用 的模型为喷水泵， 前端有一个转子， 后端有一个静子， 转子和静 子各自在一个单独的计算域内，转子和静子之间以及与之相连 的进口和出口之间会存在流动干涉。
图 8 平面 : 9 = 上全压的周向平均值 "#$: 8 %&’ CE’-C$’ +/+C0 B-’)),-’ C+ B0C>’ : 9 =
对称性，求解时仅考 虑一个静子叶片和一 个转子叶片通道内的 流动问题，在干涉面 上 采 用 (#A#>$ B0C>’ 模型。 混 合 面 （(#A#>$ B0C>’） 定义在转子的 出口和静子的进口、 转子进口与上游通道 的出口、以及静子出 口与下游通道进口交 接处。在转子和静子
图 ! 网格化的叶轮机械模型 "#$! %&’ (’)&’* +,-./ (/*’0
6 78 !
标量的湍流长度尺度或时间尺度，如果第二个尺度因子我们选 为湍流脉动动能的耗散率 !，也可以相应建立一个与上式类似 的 ! 满足的输运方程 "
其中： #!! 9 !: ;; ， #!$ 9 !: <7 ， "% 9 !: = ， "! & !: 8 上述两式就是标准的 % ! ! 两方程湍流模型所满足的微分 输运方程。
% 叶轮机械三维湍流流动的力学模型
完整的雷诺应力模型包括平均运动的 % 个连续性方程， / 个动量方程。雷诺应力的 Q 个方程， 总共由包 ! 方程和 ! 方程， 含 %! 个未知量的 %! 个微分方程组成封闭的方程组，如还要涉 及传热， 则需要计算温度和其他有关标量的分布， 还要加上 % 个 平均温度方程和其他 / 个与扰动量相关的关联项的模型方程， 总共 %Q 个方程， 对于一般工程中的湍流问题， 这个方程组实在 是太庞大了， 对于复杂流动， 若要求解这个方程组， 需要占用极 大的计算机资源，所以在工程应用中我们一般对雷诺应力模型 作一些简化， 例如， 求解两方程湍流模型， 而不是直接求解雷诺 应力模型。
螺旋槽管管内湍流流动与换热的三维数值模拟
螺旋槽管管内湍流流动与换热的三维数值模拟
李占锋;杨学忠
【期刊名称】《低温与超导》
【年(卷),期】2008(036)011
【摘要】利用Fluent对5种不同槽深的螺旋槽管进行了模拟求解,得出了湍流状态下螺旋槽管内流体的速度场和温度场,从微观上说明了螺旋槽管的强化传热机理.分析了槽深对螺旋槽管阻力性能和换热性能的影响.数值计算结果表明,该类螺旋槽管在湍流工况下的平均Nu数大约是光管的1.6-2.1倍,平均阻力系数f大约是光管1.5-4.5倍.与实验数据进行比较发现,数值模拟具有相当的可靠性.
【总页数】5页(P56-60)
【作者】李占锋;杨学忠
【作者单位】南京工业大学机械与动力工程学院,南京,210009;南京工业大学机械与动力工程学院,南京,210009
【正文语种】中文
【中图分类】TB6
【相关文献】
1.折流板换热器壳程湍流流动与换热的三维数值模拟 [J], 谢洪虎;江楠
2.管壳式换热器壳侧湍流流动与换热的三维数值模拟 [J], 邓斌;陶文铨
3.螺旋槽纹管管内紊流流动与换热数值研究 [J], 崔海亭;赵欣
4.变物性条件下管内加速流时湍流换热与流动过程的数值模拟 [J], 陈雷;姜培学;EP
瓦卢耶娃
5.单头螺旋槽纹管管内流动和换热的数值模拟 [J], 韩占忠;姚仲鹏;张军;刘耀峰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
安徽工业大学科技成果——利用FLUENT进行三维流体动态数值仿真
安徽工业大学科技成果——利用FLUENT进行三维流
体动态数值仿真
成果简介
近年来，应用黏性多相流理论、空化模型和湍流理论进行包括空泡在内的各种流场的数值研究已有很多发展。
已经利用基于非稳态N-S方程的混合多相流理论和滑动网格技术成功预报螺旋桨等流场周围流场压力等参数以及螺旋桨空泡。
尾流场压力、速度和片空化的数值预报结果与相关实验相比基本吻合，反映了流场特征变化。
下图是空化数值模拟及实验结果。
技术创新点
这里利用计算流体力学软件FLUENT进行二次开发来实现数值计算。
FLUENT软件采用可以使用任意多面体网格的有限体积法。
控制方程中对流项采用二阶迎风格式离散，扩散项采用二阶中心差分格式离散。
速度压力耦合采用适合非结构网格的SIMPLE算法。
使用逐点Gauss-Seidel迭代求解离散方程。
利用代数多重网格加速计算收敛。
方程中物理量残差收敛标准为四阶。
质量守恒连续性（continuity）残差收敛标准为三阶。
假定计算域远场边界条件为稳定均匀的。
为了降低计算的难度，利用单相流的收敛解作为多项流求解的初始值，并将稳态解作为非稳态计算的初始值。
应用领域各种相关流体的数值模拟，包括：船体周围流体数值模拟；螺旋桨空化流场数值模拟；容器内部流场数值模拟；多相流数值模拟；空泡流场数值模拟。
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。
上游泵送螺旋槽机械密封优化设计
为 ｘｙ 方向尺寸为毫米级， ｚ 方向尺寸为微米级， 相差
３ 个数量级， 不能直接采用整体划分， 所以将计算区
域分成 ３ 个区域， 槽区、 膜区、 其他等 ３ 个可扫区，
将 ３ 个区集在一个 ｐａｒｔ 下， 保证各区网格的连续性，
采用 ｓｗｅｅｐ 方法进行网格扫描。 作者以 ０ ７ 以下甚至
端面开启 力 ［１０］ 。 文 中 所 述 渐 深 螺 旋 槽 如 图 １ 所 示，
式中： ｒ、 θ 是对应极坐标系下的螺旋线坐标； ｒ ｇ 为槽
根半径； θ 为转角， 对数螺旋线向外无限延伸， 建模
收稿日期： ２０１９－０９－２７
作者简介： 於雷 （１９９５—） ， 男， 硕士， 主要从事机械密封方面的科研。 Ｅ－ｍａｉｌ： ４５９０８３９４５＠ ｑｑ ｃｏｍ。
连续性方程：
ｐ （ ｐｕ） （ ｐｖ） （ ｐｗ）
＋
＋
＋
＝０
ｔ
ｘ
ｙ
ｚ
图 １ 螺旋槽机械密封示意
表 １ 螺旋槽机械密封几何参数
动量方程：
结构参数值槽根半源自 ｒ ｇ ／ ｍｍ５３密封环外径 ｒ ｏ ／ ｍｍ
５９
密封环内径 ｒ ｉ ／ ｍｍ
槽的长度与整个密封面宽度之比 γ
槽区在密封面上的径向比例 β
螺旋槽深度 ｈ ／ μｍ
槽数 Ｎ ｇ
５０
０．５
２／ ７
２～４
１２
研究的 ５ 种槽型如图 ２ 所示， 研究等深槽和不等
深槽动压效应的不同， 不等深槽分为收敛型和发散
型， 收敛型和发散型又分为阶梯槽和锥度槽。
ｕ ｉ
ｔ
＋ ｕｊ
ｕ ｉ
基于Fluent螺旋槽管的传热特性数值模拟
基于Fluent螺旋槽管的传热特性数值模拟彭家强;袁秀坤;陈静;林长洪【摘要】根据螺旋槽管的结构特点及传热特性,建立了三种不同槽口形状的螺旋槽管与光滑管换热器的三维模型.以水为工质,运用Fluent流体分析软件,采用k-ε湍流模型,研究了三种不同槽口形状的螺旋槽管与光滑管换热器在换热过程中的速度场和温度场,得到了不同槽口形状和光滑管的壁面Nusselt数.结果表明,在相同壳程和雷诺数的情况下,螺旋槽管比光滑管的换热能力提高了6.7％～37.6％,其中三角形槽和矩形槽螺旋槽管的换热能力提高最大,从而强化了传热,为该产品的理论进一步研究和实验研究奠定了基础,为该产品的设计和推广应用提供了依据.【期刊名称】《东方汽轮机》【年(卷),期】2013(000)004【总页数】5页(P64-68)【关键词】螺旋槽;强化传热;数值模拟【作者】彭家强;袁秀坤;陈静;林长洪【作者单位】东汽投资发展有限公司,四川德阳,618000;东汽投资发展有限公司,四川德阳,618000;东汽投资发展有限公司,四川德阳,618000;东汽投资发展有限公司,四川德阳,618000【正文语种】中文高效强化传热换热器的研究一直是传热领域研究最活跃的重要研究课题[1]，其中螺旋槽管（也称螺纹管）的研究是一个重要的分支，它是一种优良的高效强化传热管，尽管螺旋凹槽会增加流体的流动阻力，提高水泵能耗，但与其他异形管换热器相比，具有制造工艺简单、加工方便[2]、较好的强化传热效果[3]等特点；与体积和消耗泵功率相同的光滑管换热器相比，螺旋槽管换热器传热性能比光滑管高2～4倍[4]，并且其抗污性能比光滑管好，容易清洗；因而广泛应用于动力、海水淡化、船舶、炼油、石油化工等换热设备上。
本文主要是运用Fluent流体分析软件和传热学等理论，对比研究了不同槽口形状的螺旋槽管与光滑管的换热器的温度场、速度场以及换热系数，为其理论研究和实验研究提供了依据，为将来应用于海水淡化设备中奠定了基础。
基于Fluent螺旋槽管沸腾换热的数值模拟
基于Fluent螺旋槽管沸腾换热的数值模拟陈志静【摘要】基于FLUENT软件对制冷剂R134a在水平螺旋槽管管外沸腾换热进行了三维数值模拟，得到了其饱和泡状沸腾过程中体积含汽率的分布规律和换热系数，并和光管进行了比较。
结果表明螺旋槽管外侧能够很好地强化沸腾传热。
此外，还通过改变边界条件分析了质量流量、热流密度的变化对螺旋管管外沸腾换热系数的影响。
%Numerically simulate based on FLUENT software for boiling heat transfer of refrigerant R134a which flowed outside borizontal spiral tube is carried out in this article to obtain regularities of volumetric steam quality distribution during saturation proce【期刊名称】《广东石油化工学院学报》【年(卷),期】2011(021)004【总页数】4页(P31-33,40)【关键词】FLUENT;螺旋槽管;沸腾换热;数值模拟【作者】陈志静【作者单位】广东石油化工学院机电工程学院,广东茂名525000【正文语种】中文【中图分类】TK1240 引言流动沸腾换热是制冷以及其它许多工业设备中非常重要的换热过程,工质与设备间的换热性能直接关系到设备的经济性、运行的安全性以及可靠性。
水平流动沸腾换热的流型变化过程与垂直受热流动流型大致相同,由于受重力作用,导致气相分布不对称。
在环状流区,顶部会出现逐渐扩大的干涸区,这将影响其换热性能。
若沸腾发生在水平管道外,出现干涸区的机率将降低,有利于沸腾换热系数的提高。
另外,本文研究的螺纹槽管[1]因其在传热性能上明显优于光管,且具有结构紧凑和加工制作方便等优点,在动力、能源、化工、核反应堆等场合中的换热设备中得到了广泛应用。
不等梯形迷宫螺旋泵内部三维流场的数值模拟
不等梯形迷宫螺旋泵内部三维流场的数值模拟
郭亚男;张有忱;黎镜中
【期刊名称】《北京化工大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2008(035)005
【摘要】借助Fluent软件,采用湍流模型对一种转子螺纹头数与定子螺纹头数不等的梯形迷宫螺旋泵的内部流场进行了数值模拟,并分析了内部流场的速度与压力的分布规律.结果表明.此模拟泵的增压效果明显,泵内螺旋区域流体处于紊流状态,沿螺旋区域壁面法向,流体的速度梯度和压力梯度较大,流体对壁面冲击较大.
【总页数】4页(P85-88)
【作者】郭亚男;张有忱;黎镜中
【作者单位】北京化工大学机电工程学院,北京,100029;北京化工大学机电工程学院,北京,100029;北京化工大学机电工程学院,北京,100029
【正文语种】中文
【中图分类】TH38
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1.串接组合式迷宫螺旋泵的气液两相流数值模拟及试验研究 [J], 张塞;张有忱;阎华;杨卫民
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3.梯形迷宫螺旋泵内部流动的数值模拟 [J], 张林
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杨敏官
5.液体射流泵内部三维流场的数值模拟 [J], 常洪军;朱熠
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基于CFD的螺旋式旋风分离器数值模拟
Numerical Simulation of Spiral Cyclone Separator
Based on CFD
作者： 路伟[1];胡少波[1];方敏[2]
作者机构： [1]武汉理工大学物流工程学院,湖北武汉430063;[2]武汉船用机械有限责任公司,湖北武汉430084
出版物刊名： 湖北工业大学学报
页码： 37-40页
年卷期： 2012年 第4期
主题词： RSM模型;螺旋式旋风分离器;数值模拟
摘要：借助计算流体力学软件Fluent，采用RSM模型，对螺旋式旋风分离器内的三维强旋流场进行了数值模拟．通过数值模拟，分析分离器内的速度特性、压力特性和湍流特性．结果表明，该型旋风分离器内流场较为稳定，但在螺旋通道的中心区域流动较为复杂，且局部区域存在回流和二次流．分析还发现，回流增大了中心区域的流动阻力，且该型分离器的能量损失主要发生在中心区域及壁面处．。
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基 于 Ｆｕｎ 的螺 旋 槽 上 游 泵送 机械 密 封 三 维微 间隙流 场 数值 模 拟 ｌｅｔ
陈汇龙 王 强 李雯瑜 张娟娟
（江苏大学能源与动力工程学 院
江苏镇江 ２２ １ ） １０ ３
摘 要 ：密 封端 面微 间隙 液膜 特 性是 上 游 泵送 机 械 密封 性 能 研 究 的 关键 。采 用 ＰｏＥ ｗｌ ｒ 件 建 立 参 数 化 螺 旋 槽 ｒ／ ｉ ｆｅ软 ｄ ｉ
Ａｂ ｔａ ｔＴｈ ｈ ｒｃｅ ｓｉ ｆｍｉｒ －ａ ｕｄ ｆｌ ｂ ｔ ｅ ｅ ｌｆｃ ｓ ｉ ｔ ｅ ｋ ｙ ｔ ｅ ｅ ｒ ｈ ｔ ｅ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｏ ｐ ｓｒ ｃ ： ｅ ｃ ａａ ｔｒ ｔ ｏ ｃｏ ｇ ｐ ｆ ｉ ｍ ｅｗｅ ｎ ｓ ａ ａ ｅ ｓ ｈ ｅ ｏ ｒｓ ａｃ ｈ ｅ ｏ ｍａ ｃ ｆｕ — ｉ ｃ ｌ ｉ ｆ
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２１ ０ ２年 ２月
润 滑 与 密 封
Ｌ ＵＢＲＩ ＣＡＴ ＯＮ Ｉ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
Ｆｂ ２ ２ ｅ ． ０１ Ｖ０． ７ Ｎｏ ２ １３ ．
第３ ７卷 第 ０ ５ ０ ５ ． ０ ２ ０ ． ０ Ｉ ０ ３ ６ ／．ｓ ． ２ ４— １ ０ ２ １ ． ２ ０ ５ ｓ
上游泵送机械密封端 面微间隙液膜几何模型，以清水为工作介质 ，使用 Ｆ ｅｔ ｌ ｎ 软件 ，对跨尺度密封端面微间隙流场进行 ｕ 三维数值模拟 ，得到开启力及压力分布规律 ，并与有关测试结果进行对比分析 ，实验数据与模拟数值基本吻合 ，表明所 采用 的模拟方案可对螺旋槽上游泵送机械密封微间隙三维流场进行较好地描述 ，该方法可用于密封端面微间隙流场及性 能的系统研究 ；对端面压强分布进行分析 ，结果表 明，在螺旋槽外槽根处存在最大静压，液膜开启力的增大主要来源于
ａ ｄ ｉ ｃ ｎ ｂ ｓｄ ｔ ｔｄ ｈ ｏ ａ ｄ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｆｍｉｒ ・ ａ ｅｗｅ ｎ ｓ ａ ａ ｅ ． ｈ ｒｓ ｕ ｅ ｄ ｓｒｂ ｔｏ ｅｗｅ ｎ ｎ ｔ ａ ｅ ｕ ｅ ｏ ｓｕ ｙ ｔ ｅ ｆ ｗ ｎ ｅｆｒ ｎ ｅ ｏ ｃ ｏｇ ｐ ｂ ｔ ｅ ｅ ｆｃ ｓ Ｔ ｅ ｐ ｅ ｓ ｒ ｉｔｉ ｕｉｎ ｂ ｔ ｅ ｌ ｌ ｓ ａ ａ ｅ ｓａ ａｙ ｅ Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｎ ｉａｅｔ ａ ｈ ｓ ｔｔ ｒ ｓｕ ｅ ｌｃ ｔｓｉ ｈ ｕ ｏ ｔｏ ｐ ｒｌｇｏ ｖ ｎ ｈ ｅ ｌｆｃ ｓｗａ ｎ ｌｚ ｄ． ｅ ｒ ｓ ｌｓｉ ｄｃ ｔ ｈ ｔｔ ｅ ｍｏ ｔｓａｉ ｐ ｅｓ ｒ ｏ ａｅ ｎ ｔｅ ｏ ｔｒ ｏ ｆｓ ｉａ ｒ ｏ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｃ
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