国内外研究现状: 长期以来,国内外学者对卧式多级离心泵性能预测进行了大量研究,取得了不少成果,归纳起来主要有流场分析法、水力损失法和神经网络法。
流场分析法流场分析法的实质就是建立卧式多级离心泵内部流场特征和泵外特性之间的关系,是泵研究领域中一个重要的课题。主要包括两方面的问题:一是获得泵内部流场的特征;二是建立泵外特性与内部流场之间的关系。目前,国内外对前者所做的研究比较多,且取得了较丰富的研究成果,而对后者的研究则很少,处于起步阶段。
卧式多级离心泵内部流场的数值模拟包括对泵叶轮、吸入室和压水室内流场的模拟,并且为了保证性能预测的精度,一般都要进行全三维的数值模拟。由于泵内的流动一般都是湍流,而对湍流的数值模拟是CFD(计算流体力学)的一个难点,但同时又是一个热点,因此要对泵内流场进行准确的全三维数值模拟还有较大的困难。目前湍流的数值模拟方法主要有三种:一是直接模拟(DNS)。由于计算机速度和容量的限制,该方法在工程中还应用得较少。二是大涡模拟(Large EddySimulation)。该法通过某种滤波方法将湍流运动分解成高度各向异性的大尺度涡和大致各向同性的小尺度涡,对前者通过数值求解微分方程进行直接计算,而后者对前者的影响则通过近似模拟来处理。同直接模拟一样需要比较大的计算机容量和很快的处理器。三是雷诺(Reynolds)时均法,这是目前流体机械中采用的主要方法。该法将N-S方程对时间作平均,求解工翟中感糕趣妁时均量,但需要用湍流模型来封闭方程组。K_e双方程湍流模型由于有较好精度和通用性且计算量又不太大,所以成为研究最多、应用最为广泛的模型之一。不管采用哪一种计算方法,所有的计算过程都是由计算机完成的、包括建模、网络划分、计算及流场分析等一系列过程。目前很多商业软件如FLUNT、STARCD、FIDAP都可以进行三维湍流计算,且具有一定的精度。
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