多級離心泵內(nèi)流的計(jì)算方程解析
多級離心泵葉輪內(nèi)計(jì)算所采用的方程是以N-S方程及簡化方式為主的方程組。由于直接計(jì)算求解N-S方程目前存在艱難,所以在數(shù)值計(jì)算方面普通解簡化N-S方程。多級離心泵葉輪內(nèi)流計(jì)算所采用的控制方程主要有以下幾種:
1、無黏歐拉方程假定流體無黏性,關(guān)于大雷諾數(shù)、活動(dòng)無別離,無射流及漩渦等連續(xù)面的問題有效,在葉輪計(jì)算中可簡化為Laplace方程。這種辦法在20世紀(jì)70年代和80年代運(yùn)用較多,如今主要用于流場的校核。
2、拋物化N-S方程疏忽主流方向黏性導(dǎo)數(shù)項(xiàng)的定常N-S方程。它能夠思索橫向及垂直方向壓力梯度,能自動(dòng)模仿邊境層內(nèi)的黏性活動(dòng)與無黏性的干擾。關(guān)于低比轉(zhuǎn)速用該辦法可得到稱心的結(jié)果。Kirtley等采用該辦法計(jì)算了內(nèi)流流道的問題,并且與實(shí)驗(yàn)和其他算法比擬,證明了核辦法具有較高的效率和精確性。
3、邊境層近似方程關(guān)于高雷諾數(shù)活動(dòng),由于在物體壁面左近存在著一層很薄的邊境層,而在邊境層外黏性作用小得多,可作無黏活動(dòng)處置,這樣可用邊境層近似來思索黏性作用。邊境層方程在求解葉輪內(nèi)流時(shí)普通請求與其他方程結(jié)合求解。
4、雷諾時(shí)均方程時(shí)均的ReynoldsN-S方程,關(guān)于葉輪內(nèi)流模仿,該方程需求用湍流模型來封鎖才干求解。由于多級離心泵葉輪內(nèi)的活動(dòng)是三維湍流活動(dòng),而且受葉輪旋轉(zhuǎn)和外表曲率的影響,思索湍流運(yùn)動(dòng)的葉輪內(nèi)流計(jì)算辦法開展很快。
由于目前尚無普遍適用的湍流模型,在內(nèi)流計(jì)算中所采用的湍流模型主要由零方程模型、一方程模型和雙方程模型,而以雙方程模型用的最多。