离心泵内二维流场的数值模拟
前言离心泵是一种用量最大的泵，在给水排水及农业工程、
固体颗粒液体输送工程、石油及化学工业、航空航天和航海
工程、能源工程和车辆工程等国民经济部门都有广泛的应
用。传统离心泵的设计是靠实验手段为基础的设计．并借助
经验判断来确定最终的设计方案．此过程是一种需要不断
设计和实验的反复性工作。因此需要的周期较长，费用较高．
且对经验的依赖性也较强。近十几年来。随着计算机技术的
飞速发展，数值模拟开始更为广泛地应用于离心泵的设计和
流场分析中。FLUENT是一个用于模拟和分析在复杂几何区
域内的流体流动与热交换问题的专用CFD软件l。它能够准
确地描述离心泵模型内部的流动情况。且完全可以免去设计
初期繁琐的原型生产和反复测试。快速地评价出模型尺寸的
变动对流动的影响，并得出改良方案。最后通过计算机数值
计算和图像显示的方法．把时间域及空间域上连续的物理量
的场(如速度场、压力场等)非常直观地显示出来。因此利用
FLUENT对离心泵进行辅助设计成为一种可靠的方法。
2计算模型及软件使用方法
2．1几何模型
研究如图1所示的二维离心泵。该泵由旋转的叶轮和静
止的蜗壳两部分构成。流体从叶轮中央的圆形进口治径向均
匀进人叶轮，经过旋转的叶片作用后，得到能量，从蜗壳出口
谗出。已知叶轮的叶片数为6，升轮进、出口半径分别为
23mm和55ram，叶片进口安放角(叶片与圆周方向夹角)和
出口安放角为20。，叶片厚度为3mm。蜗壳隔舌角(叶轮中心
至蜗壳螺旋线起点的连线与水平线夹角)为300。出121段扩
散角为4．29。。叶轮进1：2流速为5．7m／s．叶轮旋转角速度为
5800r／min。
2．2流体区域和网格的生成
计算流体区域由两部分组成：随着叶轮一起转动的流动
区域(叶轮区域)和处在蜗壳内不转动的流体区域(蜗壳区
域)。离散化后的离心泵的二维网格图如图2所示。
3边界条件及参数的设定
设置进口边界：将进121 Inlet设为Vdoeity—inlet(速度进
口边界条件)；设置出口边界：将出口Outlet设为Outflow(出
流边界条件)；把随着叶轮一起转动的流动区域(叶轮区域怍
顶一个，我们组有做类似分析的。
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