廣一水泵丨計算多級離心泵內流控制方式的簡單介紹

廣一水泵丨計算多級離心泵內流控制方式的詳細信息

多級離心泵葉輪內計算所采用的方程是以N-S方程及簡化形式為主的方程組。由于直接計算求解N-S方程目前存在困難，所以在數值計算方面一般解簡化N-S方程。廣一水泵認識到葉輪內流計算所采用的控制方程主要有以下幾種：

1、無黏歐拉方程。假設流體無黏性，對于大雷諾數、流動無分離，無射流及漩渦等間斷面的問題有效，在多級離心泵葉輪計算中可簡化為Laplace方程。這種方法在20世紀70年代和80年代使用較多，現在主要用于流場的校核。

2、拋物化N-S方程。忽略主流方向黏性導數項的定常N-S方程。它可以考慮橫向及垂直方向壓力梯度，能自動模擬邊界層內的黏性流動與無黏性的干擾。對于低比轉速多級離心泵用該方法可得到滿意的結果。Kirtley等采用該方法計算了多級離心泵內流流道的問題，并且與試驗和其他算法比較，證明了核方法具有較高的效率和準確性。

3、邊界層近似方程。對于高雷諾數流動，由于在物體壁面附近存在著一層很薄的邊界層，而在邊界層外黏性作用小得多，可作無黏流動處理，這樣可用邊界層近似來考慮黏性作用。邊界層方程在求解葉輪內流時一般要求與其他方程聯合求解。

4、雷諾時均方程。時均的Reynolds N-S方程，對于葉輪內流模擬，該方程需要用湍流模型來封閉才能求解。由于多級離心泵葉輪內的流動是三維湍流流動，而且受葉輪旋轉和表面曲率的影響，考慮湍流運動的葉輪內流計算方法發展很快。

由于目前尚無普遍適用的湍流模型，廣一水泵廠發現在多級離心泵內流計算中所采用的湍流模型主要由零方程模型、一方程模型和雙方程模型，而以雙方程模型用的最多。

其他如大渦模擬和直接模擬以及非線性模型還未能推廣，用于葉輪內流計算尚欠可靠性(盡管已有人把該模型用于水輪機計算)，而且計算花費也大。

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