动静叶栅内固液两相过渡过程的数值研究

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1、2015年2月第33卷第2期Feb．2015Vol．33No．2doi: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

2、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

3、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)Numericalanalysisoftransitionproces

4、sofsolid－liquidtwo-phaseinrotor－statorcascadesHanWei，YueTing，LiＲennian，JinYi，JiangLei，HuPenglin(CollegeofEnergyandPowerEngineering，LanzhouUniversityofTechnology，Lanzhou，Gansu730050，China)Abstract:Inordertostudythetransientflowcharacteristicsofthesolid－liquidtwo-phaseflowinro-t

5、or－statorcascades，acentrifugalpumpwithradialdiffuserswaschosenastheobjectofstudyanditsmodelwasestablished．Thestructuredgridwasfinishedandthethreedimensionalflowfieldwassimu-latedbasedonthemixturemultiphasemodel，thedetachededdysimulationmodelandtheuserdefinedfunction．Theinterna

6、ltransientflowwasanalyzed．Theresultsobtainedshowthattheareaofminimumpressurelocatedattheinletofbladesuctionsidebecomeswideduringthetransitionprocess．Simulta-neously，theareaofthehighestpressureatthebladepressuresideandneartheimpellertipbecomesshrinking．Thevortexesinthechannelof

7、therotorcascadesevolvesconstantlyandvortexesareformedgraduallyattheinletoftherotorbladebecauseoftheturbulenceintensityastheflowratebecomeslar-ger．Thesolid－phasedepositsattheoutletofthestatorcascadeseasilyatsmallflowrates．Withtheflowrateincreases，theglobalvolumefractionofsolid－

8、phasedecreasesanditsdistributionbecomeshomogeneousonthemeridi