多级离心泵内流的计算方程解析
多级离心泵叶轮内计算所采用的方程是以N-S方程及简化方式为主的方程组。由于直接计算求解N-S方程目前存在艰难,所以在数值计算方面普通解简化N-S方程。多级离心泵叶轮内流计算所采用的控制方程主要有以下几种:
1、无黏欧拉方程假定流体无黏性,关于大雷诺数、活动无别离,无射流及漩涡等连续面的问题有效,在叶轮计算中可简化为Laplace方程。这种办法在20世纪70年代和80年代运用较多,如今主要用于流场的校核。
2、抛物化N-S方程疏忽主流方向黏性导数项的定常N-S方程。它能够思索横向及垂直方向压力梯度,能自动模仿边境层内的黏性活动与无黏性的干扰。关于低比转速用该办法可得到称心的结果。Kirtley等采用该办法计算了内流流道的问题,并且与实验和其他算法比拟,证明了核办法具有较高的效率和精确性。
3、边境层近似方程关于高雷诺数活动,由于在物体壁面左近存在着一层很薄的边境层,而在边境层外黏性作用小得多,可作无黏活动处置,这样可用边境层近似来思索黏性作用。边境层方程在求解叶轮内流时普通请求与其他方程结合求解。
4、雷诺时均方程时均的ReynoldsN-S方程,关于叶轮内流模仿,该方程需求用湍流模型来封锁才干求解。由于多级离心泵叶轮内的活动是三维湍流活动,而且受叶轮旋转和外表曲率的影响,思索湍流运动的叶轮内流计算办法开展很快。
由于目前尚无普遍适用的湍流模型,在内流计算中所采用的湍流模型主要由零方程模型、一方程模型和双方程模型,而以双方程模型用的最多。
其他如大涡模仿和直接模仿以及非线性模型还未能推行,用于叶轮内流计算尚欠牢靠性(虽然已有人把该模型用于水轮机计算、,而且计算破费也大。