动静叶栅内固液两相过渡过程的数值研究.PDF

２０１５年２月 第３３卷　第２期 　 Ｆｅｂ．２０１５ Ｖｏｌ．３３　 Ｎｏ．２ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８５３０．１４．０１２８ 动静叶栅内固液两相过渡过程的数值研究 韩伟，岳婷，李仁年，金毅，蒋雷，胡鹏林 （兰州理工大学能源与动力工程学院，甘肃 兰州７３００５０） 韩伟 摘要：为了研究过渡过程动静叶栅内固液两相流的瞬态流动特性，以导叶式离心泵为研究对象， 进行几何建模及结构化网格划分，借助Ｆｌｕｅｎｔ软件，基于Ｍｉｘｔｕｒｅ多相流模型、分离涡湍流模型及 用户自定义函数，对其全流道进行三维瞬态数值模拟计算．对过渡过程动静叶栅内瞬态流动进 行分析，结果表明：过渡过程中，位于动叶进口背面的低压区范围扩大，位于动叶工作面靠近轮 缘处的高压区范围缩小；随着时间增加，动叶栅流道内的涡持续产生、合并，并在静叶栅内破碎、 耗散，且流量增大，使得动叶进口处的流动滞止，导致动叶进口逐渐产生旋涡；流量未增大到设 计流量之前，固相容易沉积在静叶栅出口；在流量瞬态增加到设计流量时，动叶栅子午面中间流 线上的固相体积分数总体变小且趋于均匀分布． 关键词：动静叶栅；固液两相流；过渡过程；分离涡模型 中图分类号：Ｓ２７７９　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７４－８５３０（２０１５）０２－０１１１－０５ 　　　 韩伟，岳婷，李仁年，等．动静叶栅内固液两相过渡过程的数值研究［Ｊ］．排灌机械工程学报，２０１５，３３（２）：１１１－１１５． 　　　 ＨａｎＷｅｉ，ＹｕｅＴｉｎｇ，ＬｉＲｅｎｎｉａｎ，ｅｔａｌ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｓｏｌｉｄ－ｌｉｑｕｉｄｔｗｏｐｈａｓｅｉｎｒｏｔｏｒ－ｓｔａｔｏｒｃａｓｃａｄｅｓ ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＤｒａｉｎａｇｅａｎｄＩｒｒｉｇａｔｉｏｎＭａｃｈｉｎｅｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（ＪＤＩＭＥ），２０１５，３３（２）：１１１－１１５．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ） Ｎｕｍｅｒｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｓｏｌｉｄ－ｌｉｑｕｉｄ ｔｗｏｐｈａｓｅｉｎｒｏｔｏｒ－ｓｔａｔｏｒｃａｓｃａｄｅｓ ＨａｎＷｅｉ，ＹｕｅＴｉｎｇ，ＬｉＲｅｎｎｉａｎ，ＪｉｎＹｉ，ＪｉａｎｇＬｅｉ，ＨｕＰｅｎｇｌｉｎ （ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬａｎｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ，Ｇａｎｓｕ７３００５０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｔｒａｎｓｉｅｎｔｆｌｏｗｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｓｏｌｉｄ－ｌｉｑｕｉｄｔｗｏｐｈａｓｅｆｌｏｗｉｎｒｏ ｔｏｒ－ｓｔａｔｏｒｃａｓｃａｄｅｓ，ａｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｐｕｍｐｗｉｔｈｒａｄｉａｌｄｉｆｆｕｓｅｒｓｗａｓｃｈｏｓｅｎａｓｔｈｅｏｂｊｅｃｔｏｆｓｔｕｄｙａｎｄｉｔｓ ｍｏｄｅｌｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｇｒｉｄｗａｓｆｉｎｉｓｈｅｄａｎｄｔｈｅｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｆｌｏｗｆｉｅｌｄｗａｓｓｉｍｕ ｌａｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍｉｘｔｕｒｅｍｕｌｔｉｐｈａｓｅｍｏｄｅｌ，ｔｈｅｄｅｔａｃｈｅｄｅｄｄｙｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌａｎｄｔｈｅｕｓｅｒｄｅｆｉｎｅｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｔｒａｎｓｉｅｎｔｆｌｏｗｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｂｔａｉｎｅｄｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅａｒｅａｏｆｍｉｎ